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高中物理的解題思路和方法

2014-04-29 00:44:03黃富發(fā)
知識(shí)窗·教師版 2014年3期
關(guān)鍵詞:思路高中物理解題

黃富發(fā)

摘要:高中物理教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),就是幫助學(xué)生準(zhǔn)確、快速地解題。在常規(guī)教學(xué)中,學(xué)生因?yàn)樗悸泛头椒ǖ膯?wèn)題,往往影響到解題的質(zhì)量,所以在教學(xué)中,教師應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的解題思路和方法,并有目的地訓(xùn)練學(xué)生解題的準(zhǔn)確性,以便提高學(xué)生的解題效率以及他們的應(yīng)試能力。

關(guān)鍵詞:高中物理 解題 思路 方法

在高中物理學(xué)習(xí)中,大部分學(xué)生感覺(jué)比較吃力,雖然上課時(shí),教師講解的題目聽(tīng)得懂,所學(xué)的基本概念和規(guī)律記得住,可是一旦自己接觸到具體問(wèn)題和題目時(shí),就不知如何下手。如何幫助學(xué)生走出這一困境,筆者認(rèn)為除了深刻理解和掌握基本概念和規(guī)律之外,學(xué)生還要多做“精題”。雖然現(xiàn)在不提倡“題海戰(zhàn)術(shù)”,但不解一定數(shù)量的題是肯定不行的,只有通過(guò)解題,學(xué)生才能進(jìn)一步加深理解基本概念和規(guī)律,學(xué)會(huì)熟練運(yùn)用物理規(guī)律,找到解題的方法和技巧,還可以進(jìn)一步完善學(xué)生的思維方式,提高他們的思維水平,為終身學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

解任何一道物理題目,關(guān)鍵是找到突破口。這就要求學(xué)生必須從認(rèn)真“審題”開(kāi)始,理清物理過(guò)程,建立物理情境,明確已知什么、要求什么、前提是什么等條件,靈活運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí),在實(shí)踐中逐步提高自己的解題能力。在審題、解題過(guò)程中,學(xué)生尤其應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié):

一、捕捉關(guān)鍵語(yǔ)句

物理題是由一些具體的數(shù)字或字母、一定文字和示意圖等形式來(lái)描述的。有不少學(xué)生在讀題時(shí)容易注意具體的數(shù)字或字母,卻經(jīng)常忽略用文字?jǐn)⑹龅恼Z(yǔ)言和關(guān)鍵語(yǔ)句,這就造成了解題的障礙,因?yàn)殛P(guān)鍵語(yǔ)句往往能揭示物理過(guò)程的本質(zhì)和核心,是解題的突破口。

例1:一個(gè)質(zhì)量為100g的小球從0.80m高處自由下落到一厚軟墊上,若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.20s,則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的沖量為多少?(取 g=10ms-2,不計(jì)空氣阻力)

解析:本題研究的是碰撞問(wèn)題,但是相當(dāng)一部分學(xué)生容易做錯(cuò),原因就在于學(xué)生沒(méi)有正確理解關(guān)鍵語(yǔ)句。

本題中的“厚軟墊”意味著小球與厚軟墊的作用時(shí)間較長(zhǎng),同時(shí)受到軟墊作用力F和重力mg的作用,如圖1所示,它們的合力沖量等于小球的動(dòng)量的改變量,即(F-mg)t=m△v 。由小球的下落高度可求出小球的著地速度,即可由mv2/2=mgh得出速度v= 2gh =4m·s-1,從而進(jìn)一步求得軟墊對(duì)小球的沖量為Ft=mgt+m△v=0.6N·s。很多學(xué)生沒(méi)有理解“軟厚墊”的意義,所以錯(cuò)誤地認(rèn)為碰撞時(shí)間極短,沖擊力比重力大得多,而忽略了小球所受的重力,所以算式中少了mgt這一項(xiàng),結(jié)果錯(cuò)誤地得出軟墊對(duì)小球的沖量為 0.4N·s。

二、挖掘隱含條件

有時(shí),解決物理問(wèn)題的條件不是明確給出的,而是隱含在文字?jǐn)⑹鲋?,需要?jīng)過(guò)仔細(xì)分析,才能把它們挖掘出來(lái),這常常是解題的突破點(diǎn)。在題設(shè)中,隱含條件有時(shí)就是一句話或者幾個(gè)詞,甚至幾個(gè)字。如“剛好自由勻速下滑”說(shuō)明摩擦力等于重力沿斜面的分力,“小物塊恰好不滑出木板”意味著此時(shí)兩物體的速度相同。這些都是隱藏得不深且學(xué)生在解題中經(jīng)常遇到的情況,還有一些隱含條件藏得較深,挖掘起來(lái)頗有難度,可一旦找到它,學(xué)生就能勢(shì)如破竹地解決問(wèn)題了。

物理題目中隱含條件的形式多種多樣,且有時(shí)一道題目中隱含多個(gè)條件。下面,筆者以一道條件隱含于常識(shí)中的題目為例,要解決這種類型的題目,學(xué)生就要根據(jù)一些常識(shí),假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù),以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。

例2:估算地球大氣的總重量。(最后結(jié)果取一位有效數(shù)字)

解析:本題待求量與條件之間的聯(lián)系十分隱蔽,要解答此題,學(xué)生必須展開(kāi)聯(lián)想,結(jié)合常識(shí),理出解題思路:大氣層空氣總重量G在數(shù)值上等于地球表面受到的總壓力F,而要求出大氣總壓力就得借助于大氣壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)作為一個(gè)常識(shí)被隱藏在題目中,需要學(xué)生挖掘出來(lái),并且知道它的具體數(shù)據(jù)。另外,學(xué)生還需要知道地球的半徑,以獲得地球表面的總面積S=4πR2,這樣才能列出公式G=F=ρ0S。由常識(shí)知道大氣壓強(qiáng)ρ0≈1.0×105ρα,地球半徑R=6.4×103km,把兩者代入上式,便可估算出大氣總重量G約為5×1019N。

三、排除干擾因素

有一些物理題目會(huì)故意設(shè)置一些沒(méi)用的已知條件,或安排一些似是而非的判斷,來(lái)干擾學(xué)生的思維,使他們陷入解題的歧途中。這些因素的迷惑程度愈大,學(xué)生愈容易在解題過(guò)程中犯錯(cuò)誤。因此,學(xué)生只有分析物理題目,迅速找出干擾因素,并敢于大膽地摒棄這些因素,才能得出正確答案。

例3:以10m/s的速度行駛的汽車,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方S0=60m處有一輛以4m/s的速度與汽車同方向勻速行駛的自行車,司機(jī)立即以0.25m/s2的加速度開(kāi)始剎車,經(jīng)40s停下,請(qǐng)問(wèn)停下之前會(huì)不會(huì)發(fā)生車禍?

解析:這道題目實(shí)際上是一道追及相遇的題型,速度大者做減速運(yùn)動(dòng),速度小者做勻速運(yùn)動(dòng)。解此類型題目的關(guān)鍵是要注意其臨界條件,即當(dāng)兩者速度相等時(shí),兩者位移的關(guān)系。如此題中,如果在汽車剎車減速至4m/s的過(guò)程中,如X汽>X自+S0,理論上可以判斷出汽車已經(jīng)在自行車的前面,也就是說(shuō)會(huì)發(fā)生車禍,且早在汽車達(dá)到4m/s之前就已經(jīng)撞上了自行車。反之,如果速度相等時(shí)X汽

汽車減速至4m/s時(shí),需要時(shí)間 。在此過(guò)程中,汽車前進(jìn)位移

。

自行車前進(jìn)位移X自=vt=96(m),由此得出X汽-X自=72m>60m。

可見(jiàn),車禍會(huì)發(fā)生,且在汽車達(dá)到4m/s之前就已經(jīng)撞上了自行車。

這道題目中的干擾因素就是時(shí)間40s,有很多學(xué)生會(huì)分別計(jì)算出40s內(nèi)汽車位移為200m和自行車的位移為160m,然后比較得出X汽

四、弄清物理圖景

解任何物理題目都應(yīng)先分析清楚題述的物理過(guò)程,在頭腦中建立起清晰的物理圖景,或者用示意圖(如運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖、物體的受力分析圖、狀態(tài)變化圖等)把題意和主要問(wèn)題顯示出來(lái)。這樣便可將復(fù)雜的文字描述簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的圖形,使學(xué)生仔細(xì)思考問(wèn)題的各個(gè)細(xì)節(jié)以及細(xì)節(jié)之間的聯(lián)系,幫助學(xué)生迅速且正確地找到解決問(wèn)題的入口。在高中物理中,從位移——時(shí)間圖像、受力圖、電路圖到光路圖等,均可用圖來(lái)加強(qiáng)各知識(shí)之間的聯(lián)系。

例4:一物體以初速度v0豎直上拋,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小恒定不變,求:①上升階段所用時(shí)間t1和下降階段所用時(shí)間t2的大小關(guān)系?②回到拋出點(diǎn)時(shí),速度vt與初速度v0的大小關(guān)系?

解析:上升階段物體受到的合力為F1=G+f,方向向下;下降階段物體受到的合力為F2=G-f,方向向下,則上升階段的加速度大于下降階段的加速度,但兩階段的位移相等。如學(xué)生用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)解題,會(huì)非常繁雜,但如用速度——時(shí)間圖像解,就顯得非常直觀。

因?yàn)樯仙A段的加速度大,所以圖像的“斜率”更大,即直線更陡。由于兩階段的位移相等,則圖像a、圖像b與時(shí)間軸所圍面積必定相等。因此,從圖2中可以很直觀地看出t1vt。

當(dāng)然,這道題目還要求學(xué)生搞清楚圖像中的“斜率”和“面積”的含意,注意物理圖像中“斜率”與數(shù)學(xué)函數(shù)圖像中“斜率”的區(qū)別。數(shù)學(xué)的函數(shù)圖像中的“斜率” ;而物理圖象中的“斜率”不可據(jù)圖線傾角來(lái)求,因?yàn)閮蓚€(gè)軸上的單位長(zhǎng)度可以表達(dá)不同物理量的數(shù)值。

審題是解題的前提,是一個(gè)極為重要的關(guān)鍵步驟,只有正確地審題,才能找到破題之法,從而順利解決問(wèn)題。當(dāng)然,教師不能采用填鴨式的方式把這些審題方法和解題方法教給學(xué)生,而應(yīng)要求學(xué)生在平常的解題訓(xùn)練中學(xué)會(huì)審題、解題方法和技巧。因?yàn)楣P者始終認(rèn)為教師反復(fù)講解物理題,不如讓學(xué)生自主練習(xí)和思考一次,只有學(xué)生自主思考了,他們才會(huì)主動(dòng)動(dòng)手去做題,才能真正把知識(shí)化為已有。

以上這些是筆者的幾點(diǎn)教學(xué)心得,物理學(xué)中還有很多審題和解題方法,值得教師繼續(xù)探究,只有教師掌握了,才能更好地引導(dǎo)學(xué)生。上述中如果有不完善或不足之處,希望同仁指正和補(bǔ)充。

(作者單位:江西省永豐縣第二中學(xué))

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