周永康?張臣?鄭澤偉?黃展
[摘 要]本文提出了一個(gè)“提高分析物理問(wèn)題和解決物理問(wèn)題的能力”的方法。即通過(guò)回答“五問(wèn)”來(lái)提高能力。當(dāng)我們面對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題時(shí),首先要回答五個(gè)問(wèn)題:對(duì)誰(shuí)?在哪兒?用什么規(guī)律?怎么用?用對(duì)了嗎?用這個(gè)思路分析問(wèn)題,能夠較為迅速地提高能力。
[關(guān)鍵詞]五問(wèn);能力
怎樣解決較為復(fù)雜的物理問(wèn)題?怎樣提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?“五問(wèn)法”是提高物理解題能力的好方法。
“五問(wèn)”分別是:對(duì)誰(shuí)?在哪兒?用什么規(guī)律?怎么用?用對(duì)了嗎?
一問(wèn):對(duì)誰(shuí)?
就是選擇研究對(duì)象。如:是對(duì)整體?還是對(duì)部分?有時(shí)通過(guò)巧妙選擇研究對(duì)象,可以迅捷解題。有些習(xí)題還要變換研究對(duì)象。
物理習(xí)題中常有三種情形,即單個(gè)問(wèn)題進(jìn)行多個(gè)過(guò)程;多個(gè)物體進(jìn)行一個(gè)過(guò)程;多個(gè)物體進(jìn)行多個(gè)過(guò)程。遇此,選擇和變換研究對(duì)象就顯得非常重要了。
二問(wèn): 在哪兒?
就是選擇研究過(guò)程或位置(時(shí)刻)。如:是對(duì)全程研究?還是分段去研究?是對(duì)一個(gè)過(guò)程研究?還是對(duì)某一個(gè)位置(時(shí)刻)研究?
有些規(guī)律只能在某一時(shí)刻應(yīng)用,如;牛頓第二定律(勻變速運(yùn)動(dòng)中,只不過(guò)是各個(gè)時(shí)刻表達(dá)式的形式一樣罷了),有些規(guī)律只能就某一過(guò)程運(yùn)用,如動(dòng)能定理。
這就要求解題者必需分析題目中有多少個(gè)物理過(guò)程;每個(gè)過(guò)程物體做什么運(yùn)動(dòng); 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一些關(guān)鍵位置(時(shí)刻)是哪些。
清晰地知道“在哪兒”,對(duì)研究問(wèn)題十分重要,只有對(duì)習(xí)題分析清楚了和對(duì)所用規(guī)律正確理解了,才能做到。
較為復(fù)雜的問(wèn)題,需要巧妙選擇研究過(guò)程以及變換研究過(guò)程。
三問(wèn):用什么規(guī)律?
就是選擇規(guī)律解決問(wèn)題。當(dāng)學(xué)習(xí)了不同的定理定律后,就面臨選擇規(guī)律的問(wèn)題。一般地,先選守恒律(機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒和能量守恒定律等),次選動(dòng)能定理、動(dòng)量定理和功能關(guān)系等,最后考慮選用牛頓運(yùn)動(dòng)定律。當(dāng)然這不是絕對(duì)的,只要能簡(jiǎn)便快捷地解決問(wèn)題就行。
每個(gè)規(guī)律都有它的成立條件和適用范圍,這是選擇規(guī)律時(shí)尤其要注意的。
四問(wèn):怎么用?
每個(gè)規(guī)律都有它特定的使用方法和運(yùn)用時(shí)的注意事項(xiàng)。因此要掌握所選規(guī)律怎么用。
五問(wèn):用對(duì)了嗎?
就是做完題后的檢查、討論、歸納、總結(jié)等。要培養(yǎng)做完題后反思的習(xí)慣。要檢查做得對(duì)不對(duì);有些習(xí)題的結(jié)果還需要討論或者取舍;重要的是,做完題后要?dú)w納總結(jié),掌握方法技巧,把握解題規(guī)律。
同時(shí),如果把“五問(wèn)”的回答結(jié)果寫(xiě)出來(lái),往往就是規(guī)范的解題過(guò)程。
【示題】 如圖所示,A、B兩球質(zhì)量均為m,其間有壓縮的輕短彈簧處于鎖定狀態(tài)(A、B兩球與彈簧兩端接觸但不連接).彈簧的長(zhǎng)度、兩球的大小均忽略,整體視為質(zhì)點(diǎn),該裝置從半徑為R的豎直光滑圓軌道左側(cè)與圓心等高處由靜止下滑,滑至最低點(diǎn)時(shí),解除對(duì)彈簧的鎖定狀態(tài)之后,B球恰好能到達(dá)軌道最高點(diǎn)。
(1)求:彈簧處于鎖定狀態(tài)時(shí)的彈性勢(shì)能E彈
(2)問(wèn):A球向哪一側(cè)上升多高?
【思考與解答】
(1)【思考】第一問(wèn):對(duì)誰(shuí)?小球B。
第二問(wèn):在哪兒?位置——最高點(diǎn)以及過(guò)程——解除鎖定后,到軌道最高點(diǎn)。
第三問(wèn):用什么規(guī)律?牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律。
【解答】(1)小球B解除鎖定后,到軌道最高點(diǎn)的速度為 ,據(jù)牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律有
【 思考】 第四問(wèn):怎么用?合力提供向心力,產(chǎn)生向心加速度
【思考】第四問(wèn):怎么用?最低點(diǎn)的總機(jī)械能等于最高點(diǎn)的機(jī)械能
【思考】 第一問(wèn):對(duì)誰(shuí)?A、B系統(tǒng)。
第二問(wèn):在哪兒?從下滑時(shí)刻到運(yùn)動(dòng)到圓軌道最低點(diǎn)未解除鎖定時(shí)。
第三問(wèn):用什么規(guī)律?機(jī)械能守恒定律。
【解答】設(shè)A、B系統(tǒng)滑到圓軌道最低點(diǎn)未解除鎖定時(shí)速度為v0,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得【思考】第四問(wèn):怎么用?釋放時(shí)的總機(jī)械能等于最低點(diǎn)的總機(jī)械能
【思考】 第一問(wèn):對(duì)誰(shuí)?系統(tǒng)A、B。
第二問(wèn):在哪兒?解除鎖定的過(guò)程。
第三問(wèn):用什么規(guī)律?動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律 。
【解答】 解除彈簧鎖定后A、B的速度分別為vA、vB,彈性勢(shì)能為E彈,在解除鎖定的過(guò)程中據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有
【思考】第四問(wèn):怎么用?設(shè)向右為正方向,即將解除鎖定時(shí)刻的總動(dòng)量等于剛解除鎖定完畢時(shí)刻的總動(dòng)量 。
【思考】第四問(wèn):怎么用?解鎖前的總機(jī)械能等于解鎖后的總機(jī)械能 。
解得:故A球向右側(cè)運(yùn)動(dòng)
(2)【思考】第一問(wèn):對(duì)誰(shuí)?小球A。
第二問(wèn):在哪兒?從最低點(diǎn)到水平直徑右端。
第三問(wèn):用什么規(guī)律?機(jī)械能守恒定律。
【解答】(2)假設(shè)A剛好上升到水平直徑的右端,設(shè)其在最低點(diǎn)速度為v臨,從最低點(diǎn)到水平直徑右端,據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得:
所以A球上升的高度小于半徑R,速度就等于零了。設(shè)A上升的高度為h,據(jù)機(jī)械能守恒定律有 得
【思考】第四問(wèn):怎么用?上述兩個(gè)機(jī)械能守恒的方程都是應(yīng)用初末兩個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能相等。
這道例題通過(guò)回答“五問(wèn)”中的前四問(wèn),順暢地給出了解答,做完后,還要回答第五問(wèn),即檢查做得對(duì)不對(duì),并總結(jié)反思。長(zhǎng)此以往,能力就提高了。
作者簡(jiǎn)介:周永康(1963-),男,理學(xué)學(xué)士,湖北省襄陽(yáng)市第四中學(xué)高級(jí)教師,系襄陽(yáng)市“隆中名師”,學(xué)科帶頭人,教育科研學(xué)術(shù)帶頭人。系省市物理學(xué)會(huì)、創(chuàng)新學(xué)會(huì)成員。endprint