盛宏根
由于物理知識本身具有一定的難度,而且教師的教學(xué)方式需要適當(dāng)做出調(diào)整,所以物理學(xué)科一直是學(xué)生學(xué)習(xí)中的困難所在.在高中物理解題教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用極限思維,提高學(xué)生的解題能力.
一、運(yùn)用極限思維,找到解題的突破口
高中物理試題是對課本理論知識的抽象性概括.在解題過程中,學(xué)生要對不同的物理知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析,從而快速找出解題的方法.
例如,如圖1,一輛車通過定滑輪的繩PQ提升物品m,P端栓于車的后掛鉤之上,Q端則栓于物體之上.如果繩子的總長度保持不變,將繩子和定滑輪的重量、定滑輪的尺寸、在滑輪上產(chǎn)生的摩擦忽略.車在A點(diǎn)開始時(shí),左側(cè)和右側(cè)的繩子均處在綁緊且豎直的狀態(tài),左側(cè)的繩子總長度為H,提升的時(shí)候車會(huì)向左加速運(yùn)動(dòng),向著水平方向從A點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)最后駛向C點(diǎn),A點(diǎn)至B點(diǎn)的距離也是H,車經(jīng)B點(diǎn)的時(shí)候其速度為vB.根據(jù)上述內(nèi)容,求小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)物體的速度以及車從A至B點(diǎn)的過程中繩子Q端拉力對物體所做的功.此題主要考查學(xué)生對動(dòng)能定理、速度合成與分解知識的綜合運(yùn)用,難度為中等.B點(diǎn)速度分解成沿繩子方向和垂直繩子方向,物體的速度等于沿繩子的方向的速度.解略.
二、運(yùn)用極限思維,探討解題思路
在學(xué)習(xí)物理知識時(shí),學(xué)生會(huì)遇到各種各樣的疑難問題.教師引導(dǎo)學(xué)生對遇到的疑難問題進(jìn)行總結(jié),讓學(xué)生相互討論,了解相關(guān)的解題思路.
例如,如圖2,把一個(gè)石塊從傾角為θ的斜面上,以初速度為v0水平拋出,落到斜面上某個(gè)點(diǎn)上.請問:石塊運(yùn)動(dòng)過程中與斜面相距的最大距離是多少?石塊運(yùn)動(dòng)過程中與斜面相距的最大距離位置是:速度方向和斜面平行時(shí)的距離.在計(jì)算這段距離時(shí),解題程序煩瑣.教師可以引導(dǎo)學(xué)生將v0分解為:沿斜面方向的v0cosθ和垂直斜面方向的v0sinθ,然后將重力加速度分解為沿斜面方向的gsinθ與垂直斜面向下方向的gcosθ.在此基礎(chǔ)上,石塊平拋運(yùn)動(dòng)的過程可以應(yīng)用等效思維,轉(zhuǎn)化為斜面方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng),以及垂直于斜面方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng).一旦石塊到達(dá)與斜面相距最大距離時(shí),垂直于斜面方向的速度減為0.因此,石塊距離斜面的最大距離h=0-(v0sinθi2)-2gcosθ=v0sin2θ2gcosθ.
三、運(yùn)用極限思維,提高解題效率
物理知識中常用的模型主要有:(1)對象模型.教師在物理教學(xué)中強(qiáng)調(diào)保留物理主要內(nèi)容,舍棄次要內(nèi)容,然后建立物理模型展示現(xiàn)象中的核心點(diǎn),提高學(xué)生對物理知識學(xué)習(xí)與掌握的能力.(2)條件模型.主要是通過分析研究對象的外部條件,以最理想的狀態(tài)構(gòu)建模型.(3)過程模型.主要是研究物理的現(xiàn)象與本質(zhì),從物理現(xiàn)象挖掘物理本質(zhì).
例如,在地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),由于地球和太陽的平均半徑遠(yuǎn)比地球的半徑大,而且地球上各個(gè)不同點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)都相同,所以地球形狀與大小可以忽視,可以把它視為一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”進(jìn)行處理.在研究地球的自傳時(shí),由于地球各個(gè)點(diǎn)具有不同的半徑,此時(shí)需要把地球的大小、形狀忽略不計(jì),則不能把地球視為“質(zhì)點(diǎn)”進(jìn)行處理.
四、運(yùn)用極限思維,仔細(xì)審題
審題的重要性不言而喻.對學(xué)生來說,認(rèn)真仔細(xì)審題,能夠準(zhǔn)確地理解題目提供的重要條件,并有效分析出題目中隱藏的次要條件,最終迅速求得正確答案.
例如,火車A向前行駛時(shí)的速度為v1,而司機(jī)發(fā)現(xiàn)其前方有一輛火車B正以較慢的速度v2進(jìn)行同向勻速運(yùn)動(dòng),兩車之間距離為d,于是司機(jī)立即剎車,火車進(jìn)行勻減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)要保證兩輛火車不相撞,那么加速度a需要滿足的條件是什么?假設(shè)火車B是參照物,那么A相對B做初速是(v1-v2),加速度是a的勻減速運(yùn)動(dòng).如果A相對B速度是零時(shí),保證兩輛火車不相撞,此后便不會(huì)發(fā)生相撞的問題.因此,把不相撞作為臨界條件:A車減速至與B車的車速一致時(shí),此時(shí)A相對B的位移是d.所以0-(v1-v2)2=-2ad,a=(v1-v2)22d.故兩輛火車不相撞需要滿足的條件是a≥(v1-v2)22d.
總之,極限思維在高中物理解題中發(fā)揮著重要作用.只有不斷學(xué)習(xí)、不斷練習(xí),學(xué)生才能提高解題能力.endprint