杜靚
摘 要:學生普遍覺得物理難學,尤其是普通高中學生,時常抱怨聽得懂講解,也看得懂例題,就是獨立作業(yè)時毫無頭緒。認為出現這一現象主要是由于學生思維太過于發(fā)散,解題的切入口找的不準,導致題目看得懂做不出來,或出現同一個題目今天會做明天又不會的現象。從程序化解題角度,結合幾個09年高考實例,探討如何快速、準確地確定解題突破口及思路,然后按程序化解題法進行求解。
關鍵詞:物理;解題;思維;推理
加強物理程序化解題訓練,是順應高考能力考查的需要,培養(yǎng)學生良好的解題習慣及思維的嚴密性,提升學生應對及解決物理題目的能力,是物理教師的天職。解題的嚴密性是指在解題中進行深刻、細致、全面的思考,從而確定解題的方法、步驟,并得出準確而完備的結論。在對學生綜合性物理問題的解題錯誤進行了深入細致的分析后,發(fā)現存在的問題主要是學生思維太發(fā)散,拿到一個題目不知道從何下手。針對這一現象,我們進行了一定的程序化解題方法的訓練,取得了顯著的教學效果。
一、實例講解
1.力與運動
本部分內容在各個省份的高考中都出現了一個計算題,且對考生能力要求較高。
關于該部分內容,本文重點介紹常出現的三類題型——直線運動、類平拋運動以及一般曲線運動。
(1)直線運動
沿某一個方向做直線運動的分析,我們可以借助一個非常有效的工具,那就是v-t圖象。借助它來分析直線運動,非常直觀,而且簡單,不易做錯。本文推薦的就是利用v-t圖象求解直線運動問題。
以2009年高考天津卷計算題第10題為例,分析直線運動的通用解法。
例1.如圖所示,質量m1=0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=1.5m,現有質量m2=0.2 kg,可視為質點的物塊以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車,最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動摩擦因數?滋=0.5,取g=10m/s2,求:
①物塊在車面上滑行的時間t;
②要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0′應不超過多少。
解析:一看到直線,首先作出v-t圖象,然后再進行進一步分析。
①由牛頓第二定律容易得到:
②如圖所示,陰影部分面積S表示兩物體的相對運動位移,為了不滑離,相對運動位移S不能超過1.5m,所以臨界條件為:
(2)平拋運動及類平拋運動
平拋運動以及類平拋運動,建議大家在運算時,無論題目需要我們求解什么物理量,第一步都是選擇從求時間t入手,有了時間t,位移、速度等量都可以輕松引出。
求t可以分三種情況:
例2.如圖所示,勻強電場方向沿x軸的正方向,場強為E。在A(d,0)點有一個靜止的中性微粒,由于內部作用,某一時刻突然分裂成兩個質量均為m的帶電微粒,其中電荷量為q的微粒1沿y軸負方向運動,經過一段時間到達(0,-d)點。不計重力和分裂后兩微粒間的作用。試求
①分裂時兩個微粒各自的速度;
②當微粒1到達(0,-d)點時,電場力對微粒1做功的瞬間功率;
③當微粒1到達(0,-d)點時,兩微粒間的距離。
(3)一般曲線運動
從軌跡和受力上初看,我們會覺得對一般曲線運動非常陌生,但如果真考到一般曲線運動,我們應該了解,一般曲線運動也有其獨特的解題技巧。
本文建議大家在處理一般曲線運動時,要有耐心,將其速度、位移以及加速度完全分解成相互垂直的兩個方向,由于他們相對獨立,所以對其中任意一個方向的分析,跟勻變速直線運動就完全一致了。
2.能量
在計算題經常出現的還有一種題目,那就是研究復雜運動,或者在復雜受力下的直線運動,這種題目的條件比較多,運動軌跡種類也比較多,可能包含軌跡為直線、圓周、曲線,受力為有阻力、無阻力、變力等多種復雜情形。遇上這樣的題目,很多學生就會不知所措,有時甚至突然把學過的知識和方法都忘記了。
在這樣一種復雜環(huán)境下求功、熱量、速度以及這些物理量相關的其他物理量時,實際考察的是利用能量的方法求解運動學問題。這樣在研究某一過程時,就可以不考慮研究對象在該過程中做的無論是什么運動,可以直接通過能量轉化的途徑把要求的物理量給求出來。
動能定理在列式時必須注意兩點:
(1)先確定研究對象受幾個力,然后準確確定各個力的做功情況,特別是正功還是負功不能弄錯。
(2)動能的改變量必須為末動能減去初動能。
3.電磁學
由于電磁學題目出題綜合性高,可以與力、運動、恒定電流等各個章節(jié)的知識點進行綜合命題,因此它的難度系數往往比較高,常為各個省份的高考卷的壓軸題。
解決這里的帶電粒子的運動問題,本文認為,無論粒子在什么環(huán)境中運動,畫出它的運動軌跡都非常關鍵。命題老師在出題時候很少有明確要求要畫圖的,所以很多學生就會認為作不作圖不影響解題。其實不然,面對這類題目,如果你有一個良好的解題習慣,每次都記得做其運動軌跡圖,那么解題思路會順很多,正確率也高。甚至在2009年高考浙江卷的25題(下文例題介紹),許多學生都是在畫圖的過程中就直接得到了答案,真是意外的驚喜。本文建議學生在作圖時一般不在題目給的母圖中作軌跡,因為題目中給的只是示意圖,不一定非常準確,跟著它作容易出錯。
(1)帶電粒子在電場中的運動
這里的解題要從電場的功能說起,電場力F=Eq,只要電場不變,它就是一個與重力一樣的定力??梢岳门nD運動定律,也可以利用動能定理求解。
它的功能一般認為有三個:
①加速功能,可以利用qU=mv2/2,求得加速以后的末速度;
②偏轉功能,可以套用上文平拋運動的方法,先求t,再求其他信息;
③平衡重力的功能,在電場、重力的復合場中做勻速直線運動,就可以得出電場力和重力二力平衡。
(2)帶電粒子在磁場中的運動
帶電粒子在磁場中只受磁場力,做勻速圓周運動。關鍵在于確定圓心,利用公式R=mv/Bq,求其半徑,盡量作準軌跡圖,進而進行分析。
畫圓周軌跡主要有三種情形:
①已知軌跡中某一點是速度方向和軌跡的半徑;
②已知軌跡中兩個點的位置以及某一點的速度和方向;
③已知軌跡中三個點的位置。
以上用了幾個例題談了一下解題程序的優(yōu)化,目的在于拋磚引玉。物理習題千變萬化,不同的習題,最優(yōu)化的解題方法是不一樣的,作為物理教師,平時需要多多研究、多多積累,相信堅持這樣做下去,對進行高三物理的高效教學是會有幫助的。
參考文獻:
張厚粲.心理學.南開大學出版社,2002.
(作者單位 浙江省東陽市巍山高中)