許雪瓊
【摘要】力學(xué)一直是高中物理教材中的重點(diǎn)內(nèi)容,也是物理考試必考的知識(shí)點(diǎn),因此掌握物理力學(xué)解題思想非常重要。整體法作為一種常見(jiàn)的解題方法,有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維與解題能力?;诖耍恼轮饕匀私贪娼滩膬?nèi)容為例,對(duì)高中物理力學(xué)解題思路與整體法的運(yùn)用進(jìn)行了研究。
【關(guān)鍵詞】高中物理;力學(xué)解題思路;整體法
現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見(jiàn)物理知識(shí),與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活密切相連。力學(xué)作為高中物理學(xué)習(xí)的重難點(diǎn),不論是日常生活還是學(xué)科測(cè)試,都處于重要位置。要想徹底解決力學(xué)問(wèn)題,首要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的物理解題思維,引導(dǎo)學(xué)生使用多種解題方法,挖掘問(wèn)題中隱含條件,準(zhǔn)確判定物體受力狀態(tài)。但從當(dāng)前高中物理力學(xué)解題教學(xué)工作開(kāi)展情況來(lái)看,效果并不理想。如何讓學(xué)生正確使用整體法解決力學(xué)問(wèn)題已經(jīng)成為教師廣泛關(guān)注的話(huà)題。
一、整體法概述
在物理解題中,整體法是指問(wèn)題中涉及的過(guò)程或系統(tǒng)的解析方法。以力學(xué)知識(shí)為例,其是將幾種物質(zhì)看作一個(gè)整體進(jìn)行重點(diǎn)研究。若想要分析其受力情況,那么只需要刨除整體對(duì)象外的物體對(duì)整體造成的影響,不需要分析兩者的作用力。對(duì)于學(xué)生而言,整體法多以物理系統(tǒng)為研究主題,全面把握物理現(xiàn)象及規(guī)律,是一種具備銜接性、作用性、制約性的物體或狀態(tài)。整體思維,實(shí)質(zhì)上是一種綜合性的思維,在物理解題中運(yùn)用整體法,不僅能節(jié)省計(jì)算時(shí)間,提高運(yùn)算準(zhǔn)確率,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理解題思維。
在物理力學(xué)解題中,整體法充當(dāng)了一個(gè)十分特殊的角色,與生活中常見(jiàn)的受力條件有所區(qū)別,整體法不需要對(duì)所有力進(jìn)行分析,而是在一定環(huán)境下將問(wèn)題中具備密切聯(lián)系的物體看成一個(gè)整體,綜合分析物體受力情況。運(yùn)用整體法,能夠?qū)ξ锢黹g相對(duì)復(fù)雜的受力情況進(jìn)行規(guī)避,不僅解決了物理問(wèn)題,降低了解題難度,還從整體上提升了解題效率與質(zhì)量。
二、力學(xué)解題中運(yùn)用整體法的重要性
在高中物理力學(xué)教育中,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性一直不高,物理受力分析是最令學(xué)生感到頭疼的。在解答物理力學(xué)問(wèn)題時(shí),學(xué)生大多只會(huì)對(duì)一般連接體進(jìn)行分析,忽視了其他物理變量,解題過(guò)程不嚴(yán)謹(jǐn),導(dǎo)致對(duì)物體受力分析考慮不全面,出現(xiàn)較多遺漏內(nèi)容。在遇到連接體此類(lèi)的問(wèn)題時(shí),學(xué)生大多會(huì)使用整體法與隔離法。將物理問(wèn)題中的若干個(gè)連接體看作一個(gè)整體,重點(diǎn)分析這個(gè)整體的受力情況即可,減少了諸多煩瑣的步驟,降低了解題難度的同時(shí),提升了解題效果。但是從高中物理解題效果來(lái)看,學(xué)生暫時(shí)沒(méi)有掌握整體法的運(yùn)用技巧,經(jīng)?;煜w法與隔離法的概念。事實(shí)上,整體法與隔離法間具備相互作用的關(guān)系,對(duì)解題具有諸多幫助。在解題前學(xué)生必須要弄清整體法與隔離法的差異,哪一種情況更適合使用整體法,二者具有本質(zhì)區(qū)別。本文主要以整體法為例進(jìn)行分析,在物理解題中運(yùn)用整體法,不僅能達(dá)到舉一反三的效果,還能培養(yǎng)學(xué)生的物理思維??偠灾?,不論是從解題效率還是從思維方式上分析,運(yùn)用整體法都十分有效,若學(xué)生能掌握整體法的運(yùn)用方法與技巧,將會(huì)不斷提升學(xué)生的力學(xué)解題能力。
三、高中物理力學(xué)解題思路與整體法的運(yùn)用
(一)準(zhǔn)備環(huán)節(jié),全面剖析力學(xué)概念
在高中物理教材中,概念作為其中必不可少的一部分,也是學(xué)生必須要掌握的知識(shí)。對(duì)于學(xué)生而言,物理概念的學(xué)習(xí),有助于打牢物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。學(xué)生只有掌握物理概念,才能準(zhǔn)確劃分多種概念。以速度與加速度為例,這兩種概念是學(xué)生最容易混淆的。同時(shí),學(xué)生還應(yīng)關(guān)注物理問(wèn)題中多個(gè)物理變量間存在的關(guān)系,依據(jù)關(guān)系尋找解題突破口,不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,還不同程度提升了解題效率與質(zhì)量。
如圖甲所示,水平平臺(tái)的右端安裝有輕質(zhì)滑輪,質(zhì)量為m=2.5kg的物塊A放在與滑輪相距l(xiāng)的平臺(tái)上,現(xiàn)有一輕繩跨過(guò)定滑輪,左端與物塊連接,右端掛質(zhì)量為m=0.5kg的小球B,繩拉直時(shí)用手托住小球使其在距地面h高處?kù)o止,繩與滑輪間的摩擦不計(jì),重力加速度為g(g?。?設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦。某探究小組欲用上述裝置測(cè)量物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù).放開(kāi)小球,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng),該小組對(duì)小球勻加速下落過(guò)程拍得同一底片上多次曝光的照片如圖乙所示,拍攝時(shí)每隔1s曝光一次,若小球直徑為20cm,求物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(二)審題階段,深度挖掘題意
在物理力學(xué)解題中,題干給出的多個(gè)條件蘊(yùn)含了一個(gè)甚至多個(gè)具備聯(lián)系的物體,部分問(wèn)題甚至?xí)鲃?dòng)給出物理量變化的過(guò)程,但大多數(shù)問(wèn)題僅給出了一小部分物理信息,要想準(zhǔn)確解答問(wèn)題,首要任務(wù)是深度剖析條件,認(rèn)真審題,挖掘問(wèn)題背后的含義。在審題期間,學(xué)生優(yōu)先分析題目中給出的物理受力條件,確定單位一致后,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評(píng)判。在此基礎(chǔ)上選擇計(jì)算方法,從問(wèn)題中尋找突破口,盡可能以形象直觀(guān)的圖像為主,不僅可以降低解題難度,而且有助于學(xué)生更好地把握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從而高效解答問(wèn)題。需要注意的是,在審題環(huán)節(jié),學(xué)生需要借助問(wèn)題了解物理?xiàng)l件,以圖像的形式將其表述出來(lái),并按照?qǐng)D像中呈現(xiàn)的多個(gè)條件對(duì)物質(zhì)的受力情況進(jìn)行分析,以此更加準(zhǔn)確把握力學(xué)問(wèn)題中物體的受力情況。
(三)逐層分解,注意細(xì)節(jié)
綜觀(guān)高中物理教材內(nèi)容,力學(xué)占據(jù)重要的位置。新課改明確指出,學(xué)生應(yīng)理解并掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與解題技能,能夠熟練操作力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的力學(xué)知識(shí)是牛頓第三定律、能量守恒等。教師在解題教學(xué)中,應(yīng)將重點(diǎn)放在題干已知條件的剖析上,將復(fù)雜的知識(shí)轉(zhuǎn)變成相對(duì)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn),分階段慢慢解析,無(wú)形中降低了解題難度。
(四)歸納總結(jié),鞏固基礎(chǔ)
要想不斷提升學(xué)生的解題能力,教師需要引導(dǎo)學(xué)生不斷扎實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。力學(xué)是物理課程中的基礎(chǔ)性?xún)?nèi)容,在學(xué)習(xí)此內(nèi)容時(shí)學(xué)生需要做到以下要求。
其一,掌握并能區(qū)分力學(xué)中多個(gè)物理概念,明確劃分知識(shí)間的主次。在考試中,要端正學(xué)習(xí)態(tài)度,不應(yīng)抱有僥幸心理,應(yīng)重復(fù)多次翻閱教材及筆記,分析解題思路,歸納解題規(guī)律,只有這樣才能提升解題效率。其二,教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生重點(diǎn)分析考試重難點(diǎn)知識(shí),如牛頓第三定律、質(zhì)量守恒定律等,只有掌握此類(lèi)知識(shí),學(xué)生才能在解答問(wèn)題時(shí)迅速找到解題思路。其三,考慮到物理力學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)學(xué)科的某些知識(shí)具有關(guān)聯(lián),教師應(yīng)在學(xué)生掌握解題方法的基礎(chǔ)上,為其介紹一些數(shù)學(xué)解題方法,鼓勵(lì)學(xué)生使用多種方法解題,不但能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng),而且有助于提升解題能力。在解題教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主歸納學(xué)習(xí)心得,發(fā)掘存在的問(wèn)題,針對(duì)問(wèn)題調(diào)整訓(xùn)練方案,以此提升解題教學(xué)的重要性。需要注意的是,并不是所有問(wèn)題都適用整體法,學(xué)生在解題前需要先觀(guān)察并判斷。一般情況下,在判斷使用不使用整體法的關(guān)鍵是加速度.有了加速度,研究整體問(wèn)題就比較簡(jiǎn)單。有了牛頓第二定律,知道了加速度,就可以開(kāi)始進(jìn)入運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在高中物理解題教學(xué)中,力學(xué)作為至關(guān)重要的內(nèi)容,整體法的運(yùn)用不但能提升學(xué)生的解題能力,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理解題意識(shí)。因此,教師應(yīng)及時(shí)引起重視。在解題過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生妙用整體法,不斷降低解題難度,迅速分析題干中給出物質(zhì)的受力情況,從中找到解題的關(guān)鍵。
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