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        分類討論高中物理中的解題

        2020-04-29 14:03:08安靜紅
        數(shù)理化解題研究 2020年12期
        關(guān)鍵詞:木球天平容器

        安靜紅

        (河北省豐潤車軸山中學 064001)

        高中物理教學中,題目類型多樣,涉及的知識點眾多,解題難度較大.而學生在物理解題中,通過分類討論方式可以將原本復雜問題精簡化,幫助學生找到解題思路.對不同物理題目條件劃分,結(jié)合具體情形來解題,但是由于物理知識邏輯性強,學習難度大,依托于分類討論方式學習物理知識要循序漸進,進而對物理知識更加深入理解和掌握.拓寬物理解題思維,幫助學生夯實知識儲備,提升解題能力.

        一、把握分類討論要點,鍛煉學生發(fā)散思維

        高中物理的知識較為系統(tǒng)、復雜,物理解題時,要求學生可以整合所學物理知識,承上啟下,借助分類討論方法更具針對性的解決物理問題.分類屬于邏輯劃分方法,應遵循特殊條件有限分析,物理解題時首先明確具體的解題目標,梳理解題條件,根據(jù)對應情形有限考慮解決;對于物理題目中,問題探究有多種情況,需要在分析題目含義時綜合考量不同的情形,確保解題更加全面.明確解題前后順序,確定分類討論順序,保證邏輯更加清晰明了,解題流程完整.如,講解勻變速直線運動、電磁感應和機械能守恒定律題目類型,通過分類討論思想應用,把握物理知識和解題定律,更具針對性的解決問題.

        二、確定分類討論方法,細化解題步驟

        高中物理解題中,為了可以充分發(fā)揮分類討論優(yōu)勢,應針對不同的物理題型針對性研究,然后匯總不同類型的結(jié)果.物理學知識與世間萬物聯(lián)系密切,是相互轉(zhuǎn)換的科學,如電磁學、光學、力學和熱學等內(nèi)容,依托于分類討論方式精簡問題,嚴謹解題來把握物理規(guī)律,加深物理概念和知識理解,潛移默化中提升學生的物理解題能力.故此,在物理題目解題中,應掌握合適的分類解題方法,將具體具體問題分類歸納.如層次性問題和互斥性問題進一步劃分,各種問題互不干擾,分類討論和解題.

        解題步驟中,明確解題準確性,結(jié)合物理題目設(shè)定的條件將研究對象分類.確定研究對象后,才可以進一步細化解題內(nèi)容,對類似問題歸類討論,深入梳理解題思路,確保題目完整性.

        力學內(nèi)容學習中,以受力內(nèi)容為例,建立力學理論模型,找到合適的解題技巧來把握物理關(guān)系,學習力學知識同時,深入挖掘分類討論思想技巧,對此分類和討論,夯實基礎(chǔ)知識,激發(fā)學生物理知識的解題思維,鍛煉學生的物理解題能力.如圖1,NM為3m的小溝,M左側(cè)1m處的平臺高5m,與半徑1.25m的1/4光滑圓弧底部相切.平臺上有一個小球B,質(zhì)量為3kg,在平臺上保持靜止,小球A從圓弧左側(cè)和圓心高處靜止松開,A球滑到平臺與B球碰撞,設(shè)A和B為質(zhì)點,g=10m/s2.(1)計算A球到圓弧底部的速度;(2)碰撞后的兩球到小溝兩側(cè),A球的可能質(zhì)量.

        圖1

        (1)依據(jù)機械能守恒

        V=5 m/s

        (2)包括不同的情況,表現(xiàn)在以下幾種:

        三、研究對象細化,分類討論

        物理解題中涉及到不同的研究對象,針對不同物理情形靈活運用分類討論思想,深入分析來確定明確的解題思路.如圖2,天平裝置的左邊是容器,盛有水,容器中有一個小球,密度要遠遠小于水密度,使用細繩與瓶底連接,右側(cè)為相應重量的砝碼,兩者保持平衡.那么如果細繩斷裂,天平會怎樣?

        針對這一問題,對題目進行梳理和分析,割斷細繩前天平是保持平衡的,如果割斷后,天平是否可以保持平衡.如果木球密度不大于水,割斷繩子后在水的浮力作用下球會勻加速上升,木球占據(jù)的水空間有所變化.題目中涉及到天平、木球、砝碼和水等研究對象,會干擾解題思路.在解題中,分類討論梳理解題思路:將容器的水看作是兩部分,一部分為填充木球(m1)空間等體積的水球(m2),另一部分為容器中其他的水.容器和其他水保持相對靜止,看做整體,天平保持平衡,水、容器和木球看成整體,托盤壓力為(M+m1+m2)g,繩子割斷后,受到浮力和重力作用下,木球進行勻加速運動,加速度為a,木球等體積的水向下運動,加速度記為-a.分析小木求,浮力為F1,F(xiàn)1-m1g=m1a.分析小水球,靜止的水對水球有向上力F2,F(xiàn)=Mg+F1+F2,代入其中得到F=(M+m1+m2)g-(m2-m1)a.托盤壓力減小,如果天平右邊的砝碼重量不變,右邊會逐漸下降.

        物理題解題中,根據(jù)不同的問題狀態(tài)變化情況分類討論和分析.如果在某一物理狀態(tài),則從問題可能狀態(tài)角度進行考慮,將題目內(nèi)容進一步分類討論.如果是電學知識,可以將原本復雜的物理公式轉(zhuǎn)化為容易理解的關(guān)系式,在后續(xù)解題中逐漸夯實知識基礎(chǔ),循循遞進加深公式的理解和記憶.

        綜上所述,在高中物理解題中,題目涉及到眾多的內(nèi)容,通過分類討論將原本復雜知識進一步精簡化,梳理解題思路,引導學生靈活運用所學知識來尋求突破點.所以,學生應認真審題、分類討論與合理驗證,靈活運用分類討論思想,潛移默化中提升學生的解題能力.

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