劉建剛

摘 要： 本文通過(guò)列舉高中物理的圖像問(wèn)題、平衡問(wèn)題、電磁問(wèn)題、熱力學(xué)問(wèn)題，讓每一位物理教師和學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的真諦，即對(duì)高中物理問(wèn)題解決常規(guī)思路形成“慣性”思維。

關(guān)鍵詞： 主動(dòng)思維品質(zhì) 圖像問(wèn)題 平衡問(wèn)題 電磁問(wèn)題 熱力學(xué)問(wèn)題

多年的學(xué)習(xí)與教學(xué)生涯，留給我印象最深的應(yīng)該是高中物理的學(xué)習(xí)和近十年的高中物理教學(xué)。記得在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，高一高二學(xué)得迷迷糊糊，到了高三卻豁然開(kāi)朗。在高中物理教學(xué)過(guò)程中，總為某一道題難倒了學(xué)生而沾沾自喜，總為告訴學(xué)生處理物理問(wèn)題的思路、方法、技巧而自我覺(jué)得高明?？墒牵偨Y(jié)了多年的教學(xué)過(guò)程卻悵然若失，感到自己培養(yǎng)的是解決物理問(wèn)題的機(jī)器，忽略了自己是在培養(yǎng)有主動(dòng)思維品質(zhì)的人。感悟之余，把自己的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)通過(guò)幾個(gè)物理問(wèn)題表達(dá)出來(lái)，希望能給同仁以借鑒。

一、圖像問(wèn)題

無(wú)圖不成理，泛泛而言，幾乎每一份物理高考卷，每一道物理高考題，都涉及圖形。而這里我要談的是二維坐標(biāo)圖像，在高中物理必修一的直線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)中，首先介紹了X—t圖像和V—t圖像，在此基礎(chǔ)上，還會(huì)考查a—t圖像和F—t圖像，在選修物理教材中，還出現(xiàn)了B—t圖像、P—V圖像等。無(wú)論哪一類(lèi)圖像，在描述物理現(xiàn)象，掌握物理規(guī)律，分析物理問(wèn)題，處理物理數(shù)據(jù)，進(jìn)行物理計(jì)算等問(wèn)題中，都有重要作用。而要利用好圖像，可以把處理這類(lèi)問(wèn)題的思路化整為零，以問(wèn)題的形式呈現(xiàn)給學(xué)生?？梢栽O(shè)置這樣幾個(gè)問(wèn)題，問(wèn)題一：你找到了本題的關(guān)鍵詞了嗎？問(wèn)題二：你能根據(jù)圖像，把物體的運(yùn)動(dòng)圖景詳細(xì)準(zhǔn)確地畫(huà)出來(lái)嗎？問(wèn)題三：為什么會(huì)是這樣運(yùn)動(dòng)呢？問(wèn)題四：本題是什么樣的題型？對(duì)應(yīng)方面的知識(shí)體系你知道多少？問(wèn)題五：你能列出解決本題的方程，并進(jìn)行求解嗎？如果學(xué)生能夠完成老師所布置的任務(wù)，他們一定會(huì)在頭腦中形成解決物理圖像問(wèn)題的思路，甚至還會(huì)自主形成處理物理問(wèn)題的方法、技巧。

二、平衡問(wèn)題

物體的平衡是歷年高考考查的熱點(diǎn)之一，試題形式多樣，且都具有一定的難度和區(qū)分度。平衡問(wèn)題分為兩類(lèi)：一類(lèi)是靜態(tài)平衡問(wèn)題，另一類(lèi)是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。有重力、彈力、摩擦力參與的平衡，也有電磁力參與的平衡問(wèn)題?？芍^是形式多樣、變化多端。但解決這類(lèi)問(wèn)題的思路可以說(shuō)有明確的主線。物理對(duì)于靜態(tài)平衡問(wèn)題，還是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，思路可以說(shuō)是大同小異，一要審好題，找到關(guān)鍵詞——平衡、勻速直線運(yùn)動(dòng)、靜止?fàn)顟B(tài)；二要畫(huà)好圖，認(rèn)清準(zhǔn)確詳盡的運(yùn)動(dòng)圖景；三要構(gòu)建物理模型——平衡類(lèi)問(wèn)題；四要受力分析，受力分析是關(guān)鍵，無(wú)論什么樣的問(wèn)題，只要涉及運(yùn)動(dòng)，就要搞清受力情況，因?yàn)榱κ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；五要找方法、找技巧、找處理策略，可以利用力的分解、合成、正交分解，視具體問(wèn)題，采用不同策略，定量計(jì)算的一般利用數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法。定性分析的，既可以利用數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法，又可以利用作圖法，尤其是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，更加凸顯作圖法的優(yōu)越性，值得一提的是作圖法一定要精確一些。我們來(lái)看這樣一道物理習(xí)題：固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一小定滑輪，細(xì)線一端拴一小球m■，另一端繞過(guò)定滑輪與m■相連，L■=2.4R，L■=2.5R，如圖，平衡時(shí)求兩小球的質(zhì)量之比？在解決本題的過(guò)程中，除了按照以上介紹的處理思路以外，應(yīng)該采用作圖的策略，可是作圖特別要準(zhǔn)確細(xì)心，看似具有較大難度的問(wèn)題，卻讓我們有一種水到渠成的感覺(jué)。

三、電磁問(wèn)題

電磁問(wèn)題既與電路的分析計(jì)算密切相關(guān)，又與力學(xué)中的平衡、動(dòng)量定理、功能關(guān)系等知識(shí)相聯(lián)系。習(xí)題設(shè)計(jì)靈活性很強(qiáng)，具有較大的復(fù)習(xí)難度，學(xué)生掌握起來(lái)比較困難。但是在這類(lèi)問(wèn)題中，只要涉及有關(guān)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，處理的基本思路之中，仍然離不開(kāi)圖景認(rèn)識(shí)、受力分析、模型構(gòu)建等基本方法，只不過(guò)將電磁的知識(shí)體系與動(dòng)力學(xué)的知識(shí)體系進(jìn)行有機(jī)結(jié)合而已。在一次高考模擬試卷中有這樣一道題：如圖所示，K與虛線MN之間是加速電場(chǎng)，虛線MN與PQ之間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線PQ與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向如圖所示，圖中A點(diǎn)離開(kāi)加速電場(chǎng)，速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后恰好垂直地打在熒光屏上。已知電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng)，加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系為U=■ED，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的寬度，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和帶電粒子離開(kāi)加速電場(chǎng)的速度V■關(guān)系符合表達(dá)式V■=E/B。若題中只有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的寬度d為已知量，則

（1）畫(huà)出帶電粒子軌跡示意圖；

（2）磁場(chǎng)的寬度L為多少？

（3）帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中垂直于V0方向的偏轉(zhuǎn)距離分別是多少？

處理這道物理習(xí)題的過(guò)程中，通過(guò)受力分析知道，在MN的左側(cè)，帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；到了MN和PQ之間，仍然只受電場(chǎng)力作用，由于有水平的初速度，這時(shí)作的卻是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)；到了PQ的右側(cè)，在洛倫茲力的作用下，運(yùn)動(dòng)的形式變成了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一部分。構(gòu)建了準(zhǔn)確的物理模型，結(jié)合動(dòng)能定理，利用類(lèi)平拋的處理思想——化曲為直，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源——洛倫茲力提供向心力，以及對(duì)應(yīng)的知識(shí)體系和幾何知識(shí)進(jìn)行列方程，看似繁雜的物理問(wèn)題，解決起來(lái)卻有一種輕松的感覺(jué)。

四、熱力學(xué)問(wèn)題

熱力學(xué)是經(jīng)典物理的重要組成部分之一，盡管在教學(xué)中或許并不存在突出的困難，但如何把握好熱力學(xué)問(wèn)題的處理，仍然很值得重視。熱力學(xué)從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)研究物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)，總結(jié)了熱現(xiàn)象普遍遵循的規(guī)律，這是一種熱現(xiàn)象的宏觀理論，不涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和微觀粒子的相互作用，具有高度的普遍性和可靠性，熱力學(xué)的基本方法就是從基本的熱力學(xué)定律出發(fā)，應(yīng)用各種態(tài)函數(shù)，得出系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)各種特性的相互關(guān)系，構(gòu)成平衡熱力學(xué)的基本內(nèi)容。其在歷年的高考中所占的分值雖然只有十分左右，卻是不可丟失一分的。而處理熱力學(xué)問(wèn)題的基本思路并不是孤立的，仍然缺不了良好的思維品質(zhì)——“慣性”。比如，已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比，如圖所示的實(shí)線，汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的變化曲線，則在整個(gè)過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能（？搖 ？搖）A.先增大后減小B.先減小后增大C.單調(diào)變化D.保持不變

因?yàn)镻V/T為恒量，由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示PV乘積，從實(shí)線與虛線等溫線比較可得出，該面積先減小后增大，說(shuō)明溫度T先減小后增大，內(nèi)能也先減小后增大。正是物態(tài)變化的圖景的認(rèn)識(shí)到位，恰當(dāng)結(jié)合對(duì)應(yīng)的知識(shí)體系，問(wèn)題的解決也顯得很簡(jiǎn)單。

以上僅僅談了對(duì)整個(gè)高中物理部分題型的認(rèn)識(shí)，但是，從所舉得四種情況來(lái)說(shuō)，也許能給我們以啟發(fā)，無(wú)論什么樣的物理題型，思考的主線都是一致的，即審題→找關(guān)鍵詞→認(rèn)清圖景→分析→網(wǎng)羅對(duì)應(yīng)的知識(shí)體系→列方程求解?？梢哉f(shuō)“慣性”思維支配著每一個(gè)物理教師和每一個(gè)學(xué)生，只不過(guò)知識(shí)體系、方法、技巧等不同而已。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐守興.例析兩道須用圖像方可求解的物理題.物理教學(xué)探討，2007（2）.

[2]遲永昌.高中物理圖像的學(xué)習(xí)和應(yīng)用.2005.4.

[3]林體俊.解決力和運(yùn)動(dòng)類(lèi)物理問(wèn)題的思路.物理周刊，2009.7.

[4]劉耿武.淺談高中物理思路教學(xué).新形勢(shì)下教育管理理論與實(shí)踐論壇，2009.9.