劉鵬漢(甘肅省民樂(lè)縣第一中學(xué)734500)
例談“一題多問(wèn)、一題多解”在高三物理習(xí)題課中的應(yīng)用
劉鵬漢(甘肅省民樂(lè)縣第一中學(xué)734500)
高三物理習(xí)題課是高三物理教學(xué)最主要的課型,無(wú)論怎樣的課型,教師都應(yīng)重視物理科學(xué)中蘊(yùn)含的方法和培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。就高三物理習(xí)題課而言,我們進(jìn)行物理教學(xué)時(shí),應(yīng)提倡一題多問(wèn),一題多解,一題多變,不應(yīng)求解物理問(wèn)題時(shí)就題論題。學(xué)生做習(xí)題在于精不在于多,因?yàn)閷W(xué)生只要有了物理思維和掌握了科學(xué)的解題技巧,便能舉一反三、融會(huì)貫通。筆者認(rèn)為,“一題多問(wèn)、一題多解”對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維是一種切實(shí)有效的方法。本文主要例談“一題多問(wèn)、一題多解”在高三物理習(xí)題課中的應(yīng)用,以供讀者領(lǐng)略。
一題多問(wèn)一題多解高三物理習(xí)題課應(yīng)用
如何提高高三物理的復(fù)習(xí)效率始終是我們一線教師關(guān)注的話題?實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)有力地告訴我們高效率的高三物理復(fù)習(xí)不是讓學(xué)生做大量的題目、教師講大量的題,而是教師選好經(jīng)典題目,對(duì)經(jīng)典的物理題目加以引申和拓展,然后用這些題目讓學(xué)生練習(xí),以達(dá)到學(xué)生既鞏固物理知識(shí)、物理規(guī)律,又鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力和物理思維。眾所周知,發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的一種極為重要的思維方式,富有靈活性、變通性、獨(dú)創(chuàng)性。作為教師,我們?cè)谄綍r(shí)的物理教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,筆者認(rèn)為,在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維能力時(shí),尤其在高三物理習(xí)題課教學(xué)中,“一題多問(wèn),一題多解”就是很好的方式和方法。
下面以典型習(xí)題為例進(jìn)行說(shuō)明。
例1:如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立XOY直角坐標(biāo)系,OY表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿X軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)有一個(gè)帶電量為2.5×10-4C,質(zhì)量m=0.05kg的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿Y軸正方向以v0的初速度豎直向上拋出,它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中的Q點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。
(1)指出小球帶何種電荷;
(2)請(qǐng)說(shuō)明小球從O點(diǎn)拋出到落回X軸的過(guò)程中,小球在豎直方向、水平方向上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì);
(3)求小球從O點(diǎn)拋出到運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間;
(4)求v0;
(5)求小球到達(dá)Q點(diǎn)的速度;
(6)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?/p>
(7)小球第二次落回到X軸的何處?
(8)小球第二次落回到X軸時(shí)的速度(由運(yùn)動(dòng)的合成及分解計(jì)算);
(9)小球第二次落回到X軸時(shí)的速度(由動(dòng)能定理計(jì)算);
(10)請(qǐng)寫(xiě)出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡方程;
(11)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出軌跡;
(12)請(qǐng)求小球從O點(diǎn)拋出到落回X軸的過(guò)程中電勢(shì)能的具體變化情況;
(13)求小球從O點(diǎn)拋出到落回X軸的過(guò)程中動(dòng)能的改變量。
解答過(guò)程略。
本道習(xí)題綜合考查了受力分析、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、靜電場(chǎng)知識(shí)、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、運(yùn)動(dòng)的合成和分解、軌跡方程、動(dòng)能定理、功能關(guān)系等。通過(guò)這道題,我們將這些物理知識(shí)點(diǎn)、物理規(guī)律有機(jī)地融合在一起,相互滲透,有效地考查了學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)的能力,培養(yǎng)了學(xué)生的物理思維。有的教師認(rèn)為,要將這樣一道物理題目給學(xué)生講解清楚、學(xué)生全部掌握,至少一節(jié)課甚至更多的時(shí)間,對(duì)于高三物理復(fù)習(xí)來(lái)說(shuō),這種教學(xué)手段效率較低。但是,通過(guò)這道題的講解學(xué)生不但從被動(dòng)的題海圈里走了出來(lái),獲得了學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán),提高了他們解題的技巧與能力,更重要的是拓展了學(xué)生物理思維。因此,高三物理習(xí)題課堅(jiān)持“一題多問(wèn)”的綜合能力訓(xùn)練,看似效率降低了,其實(shí)際效率的提高是不可估量的。
例2:某日在某十字路口,當(dāng)綠燈剛亮?xí)r,一輛汽車(chē)以3 m/s2的加速度從路口由靜止開(kāi)始勻加速行駛,這時(shí)恰有一輛自行車(chē)以6 m/s的速度勻速?gòu)钠?chē)旁邊經(jīng)過(guò),試求:從該時(shí)刻算起,汽車(chē)在追上自行車(chē)之前經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間汽車(chē)和自行車(chē)相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)距離為多少?
解法一:分析法。
汽車(chē)的速度不斷增大,而自行車(chē)的速度不變。汽車(chē)在追上自行車(chē)之前,當(dāng)汽車(chē)速度小于自行車(chē)的速度時(shí),汽車(chē)與自行車(chē)的距離不斷增大,當(dāng)汽車(chē)速度大于自行車(chē)的速度時(shí),汽車(chē)與自行車(chē)的距離不斷減小,因此當(dāng)汽車(chē)與自行車(chē)的速度相等時(shí)兩者的距離最大。
汽車(chē)在追上自行車(chē)之前,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t兩者的距離最大,則:v汽=at=v自,
解法二:相對(duì)運(yùn)動(dòng)法。
選取自行車(chē)為參考系,則汽車(chē)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到相距最遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi),汽車(chē)相對(duì)參考系的各個(gè)物理量分別為:v0=v汽-v自=(0-6)m=-6m/s,vt=v汽-v自=(6-6)m/s=0m/s,而a=a汽-a自=3-0=3m/s2,
(負(fù)號(hào)表示汽車(chē)落后自行車(chē))
解法三:一元二次函數(shù)求極值法。
汽車(chē)在追上自行車(chē)之前,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,自行車(chē)與汽車(chē)相距Δs,則
解法四:v-t圖像法。
如圖所示為自行車(chē)和汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,由v-t圖像可以看出,在汽車(chē)追上自行車(chē)之前,當(dāng)汽車(chē)速度小于自行車(chē)的速度時(shí),汽車(chē)與自行車(chē)的距離不斷增大,當(dāng)汽車(chē)速度大于自行車(chē)的速度時(shí),汽車(chē)與自行車(chē)的距離不斷減小,因此當(dāng)汽車(chē)與自行車(chē)的速度相等時(shí),即v汽=v自,兩者的距離最大。
本題是一道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的題目,有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的題目通常解法較多。通過(guò)用不同的方法解答這道題,可以幫助學(xué)生從不同的角度、不同的側(cè)面思考物理問(wèn)題,活化物理規(guī)律,活躍了學(xué)生的解題思路,開(kāi)闊了視野,鍛煉了學(xué)生思維的敏捷性,提高了學(xué)生的思維能力和靈活運(yùn)用各種知識(shí)解決這一類(lèi)問(wèn)題的能力,同時(shí)還加深了學(xué)生對(duì)物理過(guò)程的理解,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而在復(fù)習(xí)過(guò)程中達(dá)到事半功倍的效果。
(責(zé)編趙建榮)