◇ 甘肅 丁國(guó)棟

高中物理難學(xué)，體現(xiàn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在諸多問(wèn)題，面對(duì)綜合性強(qiáng)的題目容易思維混亂，不能做到靈活變通.另外，大部分學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，很多教師上課過(guò)程中為了夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)會(huì)將不易理解的知識(shí)和題目刪減，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題認(rèn)識(shí)不夠深刻.如此一來(lái)在高三的一輪復(fù)習(xí)中便會(huì)舉步維艱，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)沒(méi)有條理，教師教學(xué)不得章法，物理教學(xué)陷入一種尷尬、被動(dòng)的局面.高考不會(huì)因?yàn)橐徊糠謱W(xué)生基礎(chǔ)差而降低難度.各學(xué)校在分析高考試題時(shí)，常將試題難度比例劃分為7∶2∶1.事實(shí)上，不去鍛煉嘗試一些難題、綜合題，不能從中總結(jié)解題方法和經(jīng)驗(yàn)，高考中70%的簡(jiǎn)單題目對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生來(lái)說(shuō)也是難題.我們要想辦法，找到教學(xué)和學(xué)習(xí)的出路.

物理是一門(mén)“來(lái)源于生活而又應(yīng)用于生活”的學(xué)科，物理學(xué)解決的就是生活實(shí)際問(wèn)題，而生活實(shí)踐又在時(shí)時(shí)刻刻論證著物理學(xué)科知識(shí).許多生活現(xiàn)象、熱點(diǎn)問(wèn)題(諸如衛(wèi)星發(fā)射、水流星、汽車(chē)剎車(chē)制動(dòng)等)都可以在物理中找到相對(duì)應(yīng)的模型.所謂“模型建構(gòu)法”就是把研究對(duì)象(原型)一些次要的細(xì)節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系舍去，以簡(jiǎn)化或者理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系的一種科學(xué)方法.在中學(xué)階段物理學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)成績(jī)的評(píng)定是一個(gè)重要的環(huán)節(jié).很多題目設(shè)計(jì)的背景都來(lái)源于生活實(shí)際.在一些綜合性的題目中，更是涉及對(duì)生活現(xiàn)象多方面的考查.“模型建構(gòu)法”能夠幫助學(xué)生將復(fù)雜、抽象的物理過(guò)程簡(jiǎn)化為若干學(xué)生容易理解的模型結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生找到各個(gè)模型之間的連接點(diǎn)或相同的物理量等，進(jìn)而各個(gè)擊破，準(zhǔn)確解題.

在具體教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)綜合性強(qiáng)的問(wèn)題束手無(wú)策，無(wú)法從繁雜的過(guò)程中找到有用信息.此時(shí)，教師就需要努力幫助學(xué)生建構(gòu)模型，將抽象、難以理解的知識(shí)簡(jiǎn)化，把題目轉(zhuǎn)化成學(xué)生更容易接受的形式，使解題水到渠成.“模型建構(gòu)法”在牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、(類(lèi))平拋運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)等專(zhuān)題知識(shí)中都有廣泛應(yīng)用，下面筆者以動(dòng)能定理為例，談一談教學(xué)中的幾點(diǎn)感悟.

1 動(dòng)能定理分析應(yīng)用

高中階段運(yùn)用動(dòng)能定理解題是教學(xué)中的難點(diǎn)，它融合了動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)以及數(shù)學(xué)等方面的知識(shí).在高考中，學(xué)生面對(duì)多過(guò)程、多物體的問(wèn)題時(shí)，如果全局意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)題目整體把握不好的話(huà)，稍有不慎就容易全盤(pán)出錯(cuò).在這一專(zhuān)題的教學(xué)中，筆者一開(kāi)始就實(shí)行“模型建構(gòu)法”教學(xué)，即幫助學(xué)生把生活中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)受力分析、力的分解等知識(shí)簡(jiǎn)化為一張草圖.學(xué)生通過(guò)圖形對(duì)比，很容易掌握其中的規(guī)律，甚至可以達(dá)到熟練記憶、無(wú)圖自圓其說(shuō)、準(zhǔn)確解題的程度.

1.1 常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)情況模型建構(gòu)

常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)模型如圖1所示.

圖1

1.2 動(dòng)能定理解題步驟

1)明確研究對(duì)象；

2)判斷物體運(yùn)動(dòng)模型圖；

3)分析物體運(yùn)動(dòng)情況，明確初、末兩個(gè)狀態(tài)；

4)應(yīng)用動(dòng)能定理解題.

1.3 對(duì)動(dòng)能定理的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1)對(duì)于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，無(wú)論是物體在水平、豎直，還是斜面上的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，都可以用力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，也可以用動(dòng)能定理解題；對(duì)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、變力做功等問(wèn)題，解題只能用動(dòng)能定理.

2)如果題目中出現(xiàn)光滑(不計(jì)阻力)字眼，首先考慮能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解瞬時(shí)速度或是高度等；如果題目中出現(xiàn)粗糙(摩擦、空氣阻力)字眼，則必須用動(dòng)能定理解題.

3)機(jī)械能守恒定律如同勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一般，屬于特例；機(jī)械能不守恒如同變速運(yùn)動(dòng)一般，才是生活中的普遍現(xiàn)象.因此在解題過(guò)程中，動(dòng)能定理的應(yīng)用才是縱觀全局的大方向.

4)動(dòng)能定理表達(dá)式W 總＝Ek2－Ek1中左邊為功，右邊為能.動(dòng)能是一個(gè)狀態(tài)量，對(duì)應(yīng)某個(gè)點(diǎn)，只要我們知道某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，很容易確定動(dòng)能.動(dòng)能定理應(yīng)用真正的重難點(diǎn)還在于功，即各個(gè)力對(duì)物體所做的總功.因此學(xué)生能否對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行正確的受力分析尤為重要.

5)極限分割法.一段曲線(xiàn)三等分或六等分后每一小段還是曲線(xiàn)，而無(wú)限分割下去，每一小段趨于直線(xiàn)，此刻物體所受支持力或是拉力方向與直線(xiàn)成垂直關(guān)系，則支持力(拉力)對(duì)物體不做功.

2 典例剖析

圖2

(1)小車(chē)在CD 軌道上運(yùn)動(dòng)的最短路程；

(2)賽車(chē)電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間.

圖3

分析(1)本題先構(gòu)建“圓周運(yùn)動(dòng)”模型，先找最高點(diǎn)向心力方向：豎直向下.后進(jìn)行受力分析：重力mg 與支持力FN，再列式計(jì)算：Fn＝mg＋FN(分析題目可知對(duì)應(yīng)P 點(diǎn)處取最小速度，則為臨界狀態(tài)，求得P 點(diǎn)最小速度).

本題為曲線(xiàn)(光滑下降)＋剎車(chē)模型的綜合.遵照動(dòng)能定理解題步驟，列方程有W 總＝Ek2－Ek1，即代入數(shù)據(jù)得出答案.

(2)整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程為粗糙＋曲線(xiàn)(光滑上下)＋剎車(chē)模型的綜合.按照動(dòng)能定理解題步驟，列方程有

想要正確求解本題，需要學(xué)生準(zhǔn)確判斷各段受力情況和做功情況，并知道圓周運(yùn)動(dòng)中，賽車(chē)向上、向下過(guò)程中重力分別做正功、負(fù)功，總功為0.

高考對(duì)于動(dòng)能定理的考查，層次要求高，甚至?xí)诤想姶艌?chǎng)、傳送帶等專(zhuān)題內(nèi)容.事實(shí)上，各個(gè)模塊的專(zhuān)題知識(shí)都可以建構(gòu)各自的模型，最終將一道綜合題分解為多個(gè)模型，學(xué)生找到模型之間的銜接點(diǎn)，各個(gè)擊破，即可準(zhǔn)確解題.學(xué)生雖然基礎(chǔ)薄弱，但擁有一定的知識(shí)積累，所以教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生從繁雜走向簡(jiǎn)單，從簡(jiǎn)單中認(rèn)清題目的本質(zhì)，進(jìn)而拓展延伸，理解生活現(xiàn)象所蘊(yùn)含的道理.“模型建構(gòu)法”不可能將每一個(gè)專(zhuān)題涉及的模型一一列舉，在引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握幾種典型模型后，就需要知識(shí)升華進(jìn)一步理解公式或者規(guī)律的本質(zhì)，進(jìn)而在變化多樣的題目中靈活應(yīng)用，使學(xué)生能夠用自己掌握的方法進(jìn)行分析處理，最終體會(huì)到“多元合一”的本真思想.