曾志勇
在解決力學(xué)題目的過(guò)程中,需要明確題目中的關(guān)鍵內(nèi)容,理順解題思路,選擇恰當(dāng)解題方法,熟練應(yīng)用物理力學(xué)知識(shí)完成求解。要想正確高效地求解力學(xué)題目,就必須在日常學(xué)習(xí)中熟練掌握力學(xué)知識(shí),具備思考和總結(jié)能力,這就需要教師結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,引導(dǎo)學(xué)生了解解題思路,掌握解題方法,切實(shí)提高解題能力。
一、初中物理力學(xué)題解題分析
初中物理涉及大量的概念、定義、定理、公式等,力學(xué)作為其重要組成部分,涉及的受力分析、關(guān)系式確定等大量物理知識(shí)都非常考驗(yàn)學(xué)生的邏輯思維能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問(wèn)題的能力。在求解力學(xué)題目時(shí)常用到的解題技巧分別為逆向分析法、整體法、簡(jiǎn)化法、挖掘隱含條件法等。
以整體法為例,它常用于求解涉及多個(gè)研究對(duì)象的題目。所謂整體法就是將多個(gè)研究對(duì)象視為一個(gè)整體展開(kāi)分析,以達(dá)到有效縮短解題過(guò)程,降低解題難度的目的。
例題:水上樂(lè)園有專(zhuān)門(mén)的安全保衛(wèi)員,若有游客不慎落水,安全保衛(wèi)員會(huì)穿著救生衣下去營(yíng)救,救生衣是用泡沫塑料制成的,已知這種泡沫塑料的密度是300kg/m3,使用的時(shí)候安全保衛(wèi)員的頭部需要露在水面上,才能夠發(fā)揮救生衣的作用。已知頭部占人體總體積的10%左右,救生衣體積是0.024m3。那么安全保衛(wèi)員的最大質(zhì)量是多少?(人體的平均密度為1060kg/m3)
分析:題目給出了安全保衛(wèi)員、救生衣兩個(gè)研究對(duì)象,如果按照常規(guī)思考方式解題,難度較大;如果將安全保衛(wèi)員和救生衣合二為一,就可以找到最佳的解題思路。將安全保衛(wèi)員和救生衣看成一個(gè)整體,整體在水面上漂浮,因此浮力和重力相等,即F浮=G人+G衣,設(shè)安全員的最大質(zhì)量為m人,體積為V人,代入題目所給數(shù)據(jù)即可順利求得安全保衛(wèi)員的最大質(zhì)量。
二、力學(xué)題目的解題技巧分析
(一)審題讀題
審題是解決力學(xué)問(wèn)題最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),只有明確了題目中的關(guān)鍵信息,才能夠準(zhǔn)確把握題目想要表達(dá)的內(nèi)容。良好的審題能力建立在牢固掌握相應(yīng)物理知識(shí)的基礎(chǔ)之上。實(shí)際上,很多學(xué)生無(wú)法正確解答題目,就是因?yàn)閷W(xué)生掌握的物理知識(shí)并不牢固,無(wú)法分辨其中的關(guān)鍵信息。比如“質(zhì)量”與“重量”、“動(dòng)量”與“動(dòng)能”、“速度”與“加速度”等基本物理概念,不僅在詞語(yǔ)上較為相似,而且其含義也較為接近,導(dǎo)致很多學(xué)生混淆不清。準(zhǔn)確審題可以幫助學(xué)生更好地展開(kāi)受力分析、模擬物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、分辨物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼而展開(kāi)相應(yīng)的計(jì)算。比如,在某個(gè)物理力學(xué)綜合題目中,給出的條件是“采購(gòu)3000kg凈水劑,容器是容積為0.5m3的PVC桶,從凈水劑中取出30cm3作為檢驗(yàn)樣品,稱(chēng)得質(zhì)量為39.6g”,要求學(xué)生求解所需的PVC桶數(shù)量。這道題目中就涉及“質(zhì)量”這一概念,如果學(xué)生不能夠準(zhǔn)確理解這一概念,就有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。
(二)受力分析
受力分析是求解力學(xué)問(wèn)題最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),教師在教學(xué)過(guò)程中,必須引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的受力分析方法。教師可以采用分層教學(xué)的方式,確保學(xué)生能夠?qū)ξ矬w的受力情況形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
例題:建筑工人使用如圖1所示的滑輪組,試圖將600N的木箱在40s內(nèi)從地面均速吊到4m高的平臺(tái)上,已知使用的拉力大小為220N,忽略繩子重量和摩擦力,試求:木箱勻速上升的速度、建筑工人做的有用功的大小以及動(dòng)滑輪的重力。
分析:本題給出了建筑工人的拉力大小、木箱的重量、時(shí)間等已知條件,并且不考慮繩子本身的重量和摩擦力,要求學(xué)生求解建筑工人的有用功大小和動(dòng)滑輪的重力,就必須先完成正確的受力分析,只有得到正確的受力分析圖,才可能選擇出恰當(dāng)?shù)慕忸}思路和方法。
(三)主動(dòng)思考
如果想要幫助學(xué)生逐步形成正確的物理問(wèn)題求解思路,就需要在課堂上主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題,強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),并引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行思考,解決問(wèn)題。比如,教師可以在學(xué)生做題的過(guò)程中,讓學(xué)生根據(jù)題目所給的條件,提出一些新的問(wèn)題,比如“你還能提出哪些問(wèn)題?”“你能提出什么問(wèn)題?”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)題目中存在的物理信息,提出新的問(wèn)題,通過(guò)積極的思考,完成新問(wèn)題的正確解答。
(四)模型構(gòu)建
模型構(gòu)建能力也是求解力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵能力之一。所謂物理過(guò)程模型構(gòu)建就是將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成理想化的物理模型,采用物理模型遵循的物理規(guī)律完成實(shí)際問(wèn)題的求解。在初中階段,學(xué)生接觸到的理想化物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程包括“自由落體運(yùn)動(dòng)”“光滑斜面上小球的運(yùn)動(dòng)”“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”“理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT”等。教師在這些內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中,可以有針對(duì)性地展開(kāi)模型構(gòu)建教學(xué),幫助學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程,形成對(duì)物理過(guò)程的深刻認(rèn)識(shí)。
對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的考查是物理中考的熱點(diǎn)問(wèn)題之一,在中考物理試卷中往往會(huì)以壓軸題的形式出現(xiàn),而斜面模型是力學(xué)問(wèn)題中最為常見(jiàn)的,也是最為經(jīng)典的物理模型之一??v觀往屆中考物理試題可以發(fā)現(xiàn),斜面模型的應(yīng)用非常頻繁,其中絕大部分和力學(xué)主干知識(shí)相結(jié)合,值得引起廣大師生的重視。教師在斜面模型的應(yīng)用試題類(lèi)型教學(xué)過(guò)程中,往往存在一些“陷阱”,需要特別關(guān)注。
案例1:粗糙斜面上固定一個(gè)物塊,且斜面固定在水平面上,求物塊沿斜面勻速下滑時(shí),與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(如圖2所示)
案例2:光滑斜面上固定一個(gè)物塊,且斜面固定在水平面上,求物塊沿斜面加速下滑時(shí)的加速度。(如圖3所示)
分析:兩個(gè)案例都涉及斜面模型,不同的是案例1中的斜面是粗糙的,物塊沿斜面下滑時(shí)還要受到滑動(dòng)摩擦力的作用,而案例2中的斜面是光滑的,物塊沿斜面下滑時(shí)只受到重力和斜面支持力的作用。同樣是斜面模型,受力分析圖卻存在差異,需要特別關(guān)注。
三、初中物理解題思路培養(yǎng)策略
(一)從基礎(chǔ)知識(shí)入手培養(yǎng)解題思路
在初中物理課程中涉及很多重難點(diǎn)物理知識(shí),如力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等,尤其是力學(xué)考查的知識(shí)點(diǎn)較多,對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力提出了較高的要求。因此教師在教學(xué)過(guò)程中要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生,將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,分解知識(shí)結(jié)構(gòu),逐層逐節(jié)展開(kāi)學(xué)習(xí),降低學(xué)習(xí)難度。比如,在學(xué)習(xí)“摩擦力”這一概念時(shí),很多學(xué)生無(wú)法理解運(yùn)動(dòng)與摩擦力的關(guān)系,教師可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生自主模擬分析物體受到的不同的摩擦力,包括滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦、靜摩擦、滾壓摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦等,通過(guò)對(duì)生活現(xiàn)象的觀察理解運(yùn)動(dòng)與摩擦力的關(guān)系。只有把握住核心知識(shí)內(nèi)容,才可能形成正確的解題思路。
(二)從生活層面入手培養(yǎng)解題思路
物理知識(shí)來(lái)源于生活,是從很多生活中的現(xiàn)象總結(jié)而成的,這一點(diǎn)在力學(xué)中表現(xiàn)得非常顯著,比如:成熟的蘋(píng)果掉落、樹(shù)葉在水面上漂浮等都含有豐富的物理知識(shí)。教師在教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)和生活現(xiàn)象結(jié)合起來(lái),從而提高物理力學(xué)解題思維。在現(xiàn)階段的物理中考試卷中,很多試題都是借助生活中的現(xiàn)象命制的,需要經(jīng)過(guò)分析,將已知條件提取出來(lái),才能發(fā)現(xiàn)其中隱藏的有效信息。
總之,力學(xué)作為初中物理課程中重要的組成部分之一,是鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì),強(qiáng)化物理基礎(chǔ)的關(guān)鍵。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)研究對(duì)象,完成受力分析,厘清題目涉及的物理模型,明確用到的定理、公式,遵循因材施教的原則,引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)題目設(shè)計(jì)的意義,形成正確的解題思路。
參考文獻(xiàn):
[1]趙濤.初中物理力學(xué)綜合題解題技巧探究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí),2020(7).