江蘇 董書(shū)生

傳統(tǒng)的高考總復(fù)習(xí)分為高考一輪復(fù)習(xí)和二輪復(fù)習(xí)、甚至還要進(jìn)行三輪復(fù)習(xí)，很多高三一線(xiàn)教師經(jīng)常把一輪復(fù)習(xí)上成“快新課”模式，所謂“快新課”模式就是重復(fù)新授課的知識(shí)點(diǎn)、概念、規(guī)律和方法，學(xué)生翻開(kāi)高一、高二的課堂筆記發(fā)現(xiàn)，一輪復(fù)習(xí)課上教師講授的知識(shí)與其一模一樣，讓學(xué)生感覺(jué)沒(méi)有新的收獲，甚至?xí)械絽挓?，所以，筆者通過(guò)自己多年來(lái)高三一線(xiàn)教學(xué)的實(shí)踐，深深地覺(jué)得，必須將知識(shí)進(jìn)行全面重構(gòu)，使物理教學(xué)更有趣、更難忘，下面從三個(gè)方面展開(kāi)討論，希望可以突破教學(xué)現(xiàn)狀。

一、知識(shí)體系重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)難忘教學(xué)

傳統(tǒng)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)化講義的標(biāo)題往往第一講為運(yùn)動(dòng)的描述；第二講為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等。二輪復(fù)習(xí)課時(shí)化講義的標(biāo)題第一講為力和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；第二講為力和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等。通過(guò)知識(shí)體系的重構(gòu)，我們可以起這樣的標(biāo)題，第一講為單體單場(chǎng)單過(guò)程；第二講為單體單場(chǎng)多過(guò)程；第三講為單體多場(chǎng)多過(guò)程；第四講為多體單場(chǎng)多過(guò)程；第五講為多體多場(chǎng)多過(guò)程；第六講為多體多態(tài)多過(guò)程。

其實(shí)無(wú)論是多體單場(chǎng)多過(guò)程、多體多場(chǎng)多過(guò)程，我們都可以將其拆分為單體單場(chǎng)單過(guò)程或單體多場(chǎng)單過(guò)程，下面結(jié)合一個(gè)案例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明如何將知識(shí)體系重構(gòu)。

(1)帶電小球剛滑到曲面上b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(2)帶電小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)離地高度及距a點(diǎn)的水平距離；

(3)帶電小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落回地面的過(guò)程中，它的最大動(dòng)能。

圖1

【解析】本題的研究對(duì)象很顯然是帶電小球，從a點(diǎn)釋放后可以把接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)拆分成：ab階段、bc階段、從c到達(dá)最高點(diǎn)、從最高點(diǎn)到落回地面，這樣的四個(gè)運(yùn)動(dòng)階段。然后逐個(gè)擊破，比如第一個(gè)階段從動(dòng)力學(xué)的角度分析可利用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，從功和能的角度分析可利用動(dòng)能定理求解，從受力分析的角度帶電小球受到重力、電場(chǎng)力、彈力，所以關(guān)于第一階段的運(yùn)動(dòng)，首先可以設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)一系列的基本知識(shí)內(nèi)容，如牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式、力做功、動(dòng)能、重力勢(shì)能、電勢(shì)能，功能關(guān)系，基本的受力分析順序與技巧。bc階段，只能采取功能關(guān)系解答；從c到達(dá)最高點(diǎn)以及從最高點(diǎn)落回地面，需要先根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，分方向分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后再根據(jù)動(dòng)能定理或能量守恒定律的知識(shí)進(jìn)行求解。

通過(guò)以上的案例，將單體多場(chǎng)多過(guò)程分解為單體多場(chǎng)單過(guò)程，試題變得簡(jiǎn)單且清晰。說(shuō)明我們的復(fù)習(xí)課，特別是高三的二輪復(fù)習(xí)課，必須對(duì)原有的知識(shí)體系進(jìn)行合理的重構(gòu)，在實(shí)踐中不斷優(yōu)化，從而逐步提高復(fù)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)難忘物理教學(xué)。

二、習(xí)題試題重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)難忘教學(xué)

(一)一對(duì)一的重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生變通技巧

【例2】一質(zhì)量為m=2 kg的物體在水平恒力F作用下水平運(yùn)動(dòng)，1 s末撤去恒力F，其v-t圖像如圖2所示，則恒力F和物體所受摩擦力Ff的大小是

( )

圖2

A.F=18 N B.Ff=4 N

C.F=12 N D.Ff=6 N

【重構(gòu)題1】一質(zhì)量為m=2 kg的物體在水平恒力F作用下沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，1 s末撤去恒力F，其v-t圖像如圖2所示，則以下說(shuō)法正確的是

A.0.5～2 s內(nèi)合力所做的功為零

B.0～3 s內(nèi)克服摩擦力所做的功36 J

C.0～3 s內(nèi)F所做的功為162 J

D.1～3 s內(nèi)動(dòng)能的變化ΔEk為36 J

例2只是考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合的動(dòng)力學(xué)知識(shí)，通過(guò)重構(gòu)，我們可以進(jìn)一步考查學(xué)生的力做功、動(dòng)能定理、功能關(guān)系，解決的方法可以動(dòng)力學(xué)結(jié)合做功，也可以直接運(yùn)用功能關(guān)系。這樣就能實(shí)現(xiàn)從一道單一考查動(dòng)力學(xué)的題目，通過(guò)重構(gòu)讓學(xué)生全面復(fù)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)情境，實(shí)現(xiàn)很多問(wèn)題的全面復(fù)習(xí)，有利于學(xué)生提高變通技巧，學(xué)生活學(xué)活用，實(shí)現(xiàn)難忘學(xué)習(xí)。

(二)多對(duì)一的重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力

【例3】如圖3所示的電路中，R1是定值電阻，R2是壓敏電阻(所受壓力越大，阻值越小)，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開(kāi)關(guān)S，現(xiàn)逐漸增加R2表面的載重，下列說(shuō)法正確的是

( )

A.通過(guò)R2的電流減小

B.電源的路端電壓減小

C.通過(guò)R1的電流方向向左

D.電源的總功率減小

圖3

【例4】如圖4所示，理想變壓器副線(xiàn)圈通過(guò)輸電線(xiàn)接兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線(xiàn)的等效電阻為R。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

( )

圖4

A.副線(xiàn)圈兩端的輸出電壓減小

B.通過(guò)燈泡L1的電流減小

C.原線(xiàn)圈中的電流減小

D.變壓器的輸入功率增大

【重構(gòu)題2】如圖5所示，理想變壓器副線(xiàn)圈通過(guò)輸電線(xiàn)接燈泡L1和R2，R2是壓敏電阻(所受壓力越大，阻值越小)，輸電線(xiàn)的等效電阻為R，現(xiàn)逐漸增加F，下列說(shuō)法正確的是

( )

圖5

A.副線(xiàn)圈兩端的輸出電壓減小

B.通過(guò)燈泡L1的電流減小

C.原線(xiàn)圈中的電流減小

D.變壓器的輸入功率減小

例3考查了壓敏電阻與含電容電路的動(dòng)態(tài)變化，電流、功率的變化，路端電壓的變化，電容的充放電。例4考查了變壓器問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題，通過(guò)兩題歸一，甚至多題歸一，可以讓學(xué)生真正能夠做一題會(huì)一類(lèi)題的效果，這樣可以幫助學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率，從而實(shí)現(xiàn)物理習(xí)題教學(xué)的難忘，甚至刻骨銘心。

(三)一對(duì)多的重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維

【例5】如圖6所示，A、B兩小球用輕桿連接，A球只能沿內(nèi)壁光滑的豎直滑槽運(yùn)動(dòng)，B球處于光滑水平面上，不計(jì)球的體積。開(kāi)始時(shí)，在外力作用下A、B兩球均靜止且桿豎直?，F(xiàn)撤去外力，B球開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。已知A、B兩球質(zhì)量均為m，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，重力加速度為g，則下列說(shuō)法不正確的是

( )

圖6

A.A球下滑到地面時(shí)，B球速度為零

B.A球下滑到地面過(guò)程中輕桿一直對(duì)B球做正功

C.A球機(jī)械能最小時(shí)，B球?qū)λ矫娴膲毫Φ扔谒闹亓?/p>

【重構(gòu)題3】如圖7所示，用輕桿通過(guò)鉸鏈相連的小球A、B、C、D、E(均能看作質(zhì)點(diǎn))處于同一豎直平面內(nèi)，各段輕桿等長(zhǎng)，△ACD、△BDE與△ABD均為等邊三角形，其中小球A、B的質(zhì)量均為3m，小球C、D、E的質(zhì)量均為m。現(xiàn)將A、B兩小球置于距地面高h(yuǎn)處，假設(shè)所有球只在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，已知重力加速度為g。則

圖7

(1)若對(duì)C、E同時(shí)施加水平指向內(nèi)側(cè)的作用力F，從而保持整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求此狀態(tài)下右側(cè)桿對(duì)B的作用力大小，以及水平作用力F的大??？

(2)若分別在左右兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的水平力F作用下，小球C、D、E緩慢地合在一起，小球A、B達(dá)到最高點(diǎn)，求從圖示位置到小球A、B上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中每個(gè)水平外力F至少做功多少？

(3)若將作用在小球C、E上的兩個(gè)水平力F同時(shí)撤去，讓系統(tǒng)在圖示位置從靜止自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球A下落過(guò)程中的機(jī)械能最小時(shí)，地面對(duì)小球C的支持力大小為多少？小球B落地的速度大小為多大？

圖8

(1)若對(duì)B球施加水平向右的作用力F，從而保持整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。求水平力F的大小，及此狀態(tài)下AB桿上的作用力FT；

(2)若用水平力F′讓B球向右運(yùn)動(dòng)，使A球到達(dá)最高點(diǎn)，求此過(guò)程中水平力F′至少做多少功；

(3)若讓系統(tǒng)從圖示位置由靜止開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B球速度最大的時(shí)候，A球加速度為多大？A球落地速度為多大？

三、思維方法重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)難忘教學(xué)

課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫(xiě)的指南和依據(jù)，教材又是課程標(biāo)準(zhǔn)最主要的載體。教材的編寫(xiě)思路、框架、內(nèi)容不能違背課程標(biāo)準(zhǔn)的基本精神和要求。教材是對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的一次再創(chuàng)造、再組織。教材編寫(xiě)必須依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，教材編寫(xiě)者必須領(lǐng)會(huì)和掌握本學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的基本思想和各部分的內(nèi)容，并在教材中予以充分體現(xiàn)。教材的內(nèi)容要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，同時(shí)又不能無(wú)限提高難度，教材內(nèi)容設(shè)計(jì)呈現(xiàn)方式要有利于改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式。

所謂思維方法的重構(gòu)就是將傳統(tǒng)的狀態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)分析、受力分析、做功分析“四大分析”重構(gòu)為“三標(biāo)法”覆蓋所有力學(xué)模型。

所謂“三標(biāo)法”就是對(duì)力學(xué)的研究對(duì)象(質(zhì)點(diǎn)或電荷)標(biāo)受力情況、標(biāo)速度情況、標(biāo)出力與速度的夾角。判斷做功情況，如果一直等于90°，說(shuō)明不做功，做勻速率運(yùn)動(dòng)；若小于90°，說(shuō)明做正功，做加速運(yùn)動(dòng)；若大于90°，說(shuō)明做負(fù)功，做減速運(yùn)動(dòng)。力與速度方向共線(xiàn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不共線(xiàn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。如果合力或加速度恒定，即研究對(duì)象做勻變速運(yùn)動(dòng)。這樣我們就可以通過(guò)“三標(biāo)法”把變幻莫測(cè)的思維方法變得簡(jiǎn)潔而有可操作性。

【案例1】如圖9所示，實(shí)線(xiàn)為孤立的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)為一個(gè)帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，則可以判斷

( )

圖9

A.電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB

B.場(chǎng)源電荷一定帶正電

C.電勢(shì)φA>φB

D.動(dòng)能EkB>EkA

【分析】本案例只需要標(biāo)出電場(chǎng)力方向和速度方向夾角，做功情況與動(dòng)能大小一目了然。

【案例2】天文學(xué)家稱(chēng)天上成對(duì)生存的恒星為雙星，雙星在恒星總數(shù)中占40%左右。如圖10所示，兩顆相距較近、質(zhì)量不等的雙星，在萬(wàn)有引力的作用下，繞連線(xiàn)上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是

( )

圖10

A.兩顆天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等

B.兩顆天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相等

C.兩顆天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小相等

D.兩顆天體中質(zhì)量大的天體動(dòng)能較小

【分析】本案例只要標(biāo)出萬(wàn)有引力和速度的方向，發(fā)現(xiàn)夾角始終是90°，做功情況與動(dòng)能大小一目了然。

( )

圖11

A.兩種粒子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能之比為1∶2

B.兩種粒子打到屏上的動(dòng)能之比為1∶1

C.兩種粒子打到屏上速度與屏夾角的正切之比為1∶1

【分析】本案例只要標(biāo)出電場(chǎng)力和速度的方向，加速電場(chǎng)中夾角為零度，所以做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中初速度與恒定的電場(chǎng)力夾角為90°，屬于類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。

總之，模塊的全面重構(gòu)必須遵循以下三個(gè)原則：

①知識(shí)點(diǎn)就近原則。比如說(shuō)一對(duì)一的試題重構(gòu)就是把相近的一些知識(shí)點(diǎn)，如電流、電壓、功率等重構(gòu)在一道試題中，這樣有助于提高效率。

②知識(shí)點(diǎn)就易原則。比如多過(guò)程對(duì)單過(guò)程的重構(gòu)，就是要將復(fù)雜的多過(guò)程問(wèn)題分解成單過(guò)程問(wèn)題，把單過(guò)程搞清楚以后，再進(jìn)行組合，這樣再?gòu)?fù)雜的問(wèn)題也能輕松搞定。

③知識(shí)點(diǎn)就活原則。在模塊重構(gòu)的過(guò)程中，要打破傳統(tǒng)思維，打破模塊、章節(jié)的束縛，只要有利于學(xué)生理解，有利于學(xué)生思維，有利于學(xué)生掌握，就靈活機(jī)動(dòng)地去重構(gòu)和拓展。