李志國
【內容摘要】物理規(guī)律反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯(lián)系,掌握物理規(guī)律比單純地獲得物理概念更有價值。高中物理教學階段,教師要引導學生們分析、觀察、總結物理現(xiàn)象,幫助他們掌握物理規(guī)律。這樣,他們才能以不變應萬變,學習效率才能獲得全面的提高。
【關鍵詞】演繹推理 解決問題 應用要領
物理二級規(guī)律是通過對常見知識、經(jīng)驗和問題的總結,推導出來的一種結論。二級規(guī)律可以用文字描述,也可以用數(shù)學式表達。掌握了二級規(guī)律,學生們在解決相關的問題時,思路才會更加清晰,解題效率才更高。廣大教師要提起足夠的重視,讓學生們學會利用二級規(guī)律解決相關的問題。接下來,我對物理二級規(guī)律的應用研究展開了論述,望給廣大教師帶來幫助。
一、依據(jù)概念演繹推理,挖掘二級規(guī)律
高中階段的物理知識有著密切的聯(lián)系,一個公式可以映射出很多二級規(guī)律。比如“等值反向”規(guī)律,即一個物體受到了多個力的作用而處于平衡狀態(tài),那么其中任何一個力的大小都和其它幾個力的合力大小相等,方向相反;又比如“速度交換規(guī)律”,即兩個質量相等的物體,分別處于運動和靜止兩種狀態(tài),當這兩個物體發(fā)生碰撞時,他們的速度就會交換,等等。這種二級規(guī)律很多,教師在開展物理教學時,要注重挖掘物理概念中的二級規(guī)律,引導學生們總結歸納。這樣,他們才能將知識學“活”,在面對相關的問題時,他們的思路才會更加開闊。
比如安培力F=BIL,沖量I=F·△t、電流強度概念為I=q/△t。但是,在解決實際問題時,我們還經(jīng)常會用I=BLq這個公式,而這也是由其他幾個公式推導得出的。又比如在學習了機械能守恒定律后,可以引導學生們結合所學知識推導電場中的能量守恒定律。類似這種由概念進行二級規(guī)律推導的例子有很多,教師要注重引導學生依據(jù)所學概念推導二級規(guī)律,提高他們知識的系統(tǒng)性。
二、結合問題總結二級規(guī)律,解決實際問題
高中階段的學生會遇到大量的物理習題,但是很多習題卻有著類似的問題模型,如果掌握規(guī)律,那么在審題時,頭腦中就會迅速反映出解題條件,比如在題目中遇到“帶點物體在電磁場中的運動”這種字眼,由二級規(guī)律可以迅速反映出“物體一定做迅速直線運動”;又比如在解決追趕問題時,需要明確當兩個物體的速度一致時,他們的距離才會最大或最小,等等。
教學過程中,教師要引導學生們從習題中總結出二級規(guī)律,并利用二級規(guī)律解決實際問題。這樣,他們才能更有效地歸納出問題模型,提高解題的效率。比如這道題:一個小物塊在光滑的平面上受到了力F1作用一段時間后改為F2,F(xiàn)2和F1的方向相反,但兩個力作用在小物塊上的時間是相同的,物體最終回到了原處,求F2開始作用在小物塊上與小物塊回到原位置的速度比,并求出兩個力的大小之比。我們結合路程時間公式和題目中給出的條件,可以很快求出V1:V2=1:2。結合動量定理,我們可以列出表達式:F1·t=mv1;F2·t=mv1+ mv2,結合第一問可以得出F1和F2的比為1:3。
接下來,我們再這樣一道題,光滑水平面有一個小物塊,并處于靜止狀態(tài)?,F(xiàn)在有一水平恒力F1作用在這個物塊上,經(jīng)過一段時間后,撤掉F1,同時用與F1方向相反的水平恒力F2推這個小物塊,兩個力作用在小物塊上的時間是相同的,并且此時的小物體回到了原來的位置,動能為32焦,最后,分別求出F1和F2做功為多少焦。細心觀察不難發(fā)現(xiàn),這道題和上面那道習題的問題模型是完全一致的。因為W1:W2=F1S:F2S,利用上面那道問題的結論,我們可以直接可以求出W1和W2的比值,進而求出兩者的值。由此可見,很多問題都存在一樣的問題模型,教師要引導學生們總結歸納解題時遇到的二級規(guī)律,并讓他們將其運用到實際問題中,這可以有效地提高解題效率。
三、二級規(guī)律的應用要領
二級規(guī)律可以說是物理概念的延伸和拓展,并且被賦予了新的內涵,總結歸納二級規(guī)律可以有效地提高解題效率,完善知識結構??墒牵芏鄬W生在應用二級規(guī)律解決物理問題時,卻出現(xiàn)了很多錯誤,這是因為他們沒有熟練地掌握二級規(guī)律的應用要領。因此,在應用二級規(guī)律解決物理問題時,需要做到以下兩點:
第一,利用二級規(guī)律前需要深入了解二級規(guī)律的內涵,它包括結論的推演過程、結論適用的情形、問題結構等等。明確這些因素后,才能引入二級規(guī)律解決相關的問題。這樣,才不會出現(xiàn)“張冠李戴”的現(xiàn)象,才能降低錯誤率。第二,在教學過程中,教師要引導學生們鑒別或類化問題模型。很多物理問題的解決思想是相同的,教師要指導學生們從不同的問題中類化出問題模型,這樣他們在遇到類似的問題時,才能有效地套用二級規(guī)律。比如在遇到物體沿斜面滑動的問題時,經(jīng)常利用牛頓第二定律“系統(tǒng)法”兩個分量形式來分析。
正確地利用二級規(guī)律,可以預知問題的結論特點,簡化解決問題的推演過程,提高解題的效率。因此,教師要指導學生們學習鑒別和類化問題模型的方法,掌握二級規(guī)律的應用要領,提高他們的解題能力。
總之,指導學生們利用二級規(guī)律解決問題,可以提高他們分析問題、解決問題的能力。同時,還能讓他們的知識更為系統(tǒng)化,促進他們思維能力的有效提高。
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(作者單位:江蘇省濱海中學)