劉愛民
高中物理對大多數(shù)人來說是很難學(xué)的,這是毋庸置疑的。整個高中物理是比較抽象的,而且都是定量的,計算要求比較高,所以要學(xué)好高中物理,正確的方法與技巧是必不可少的,甚至是致命的,對此作為一名物理教師,筆者針對物理計算能力如何提升的問題談?wù)勛约旱挠^點(diǎn):
1.全面、深入、準(zhǔn)確地理解物理概念、物理規(guī)律
物理學(xué)科的知識點(diǎn)都是有規(guī)律的,例如:對力的概念的理解包括對具體的力(重力、彈力、摩擦力、電場力、安培力、洛侖茲力等)的概念的理解,包括對一般抽象的力的概念的理解,還包括力作用于物體產(chǎn)生不同效果的理解,等等。我們需要從不同角度理解力的概念,在繁雜的力學(xué)問題中,在帶電粒子在電場和磁場的運(yùn)動問題中,遇到各種各樣的力,通過這些問題不斷加深對不同性質(zhì)的力的理解,不斷加深對抽象的、普遍的力的概念的理解。如靜摩擦力可使物體加速,也可使物體減速,可以做正功、做負(fù)功、不做功,但一對靜摩擦力總不做功(做功代數(shù)和為零)。洛侖茲力的方向總跟速度垂直,總不做功,它只改變速度方向不改變速度大小,這是洛侖茲力的最大特點(diǎn),其他力都不具有這一特點(diǎn)。力產(chǎn)生加速度,反之如果發(fā)現(xiàn)物體有加速度就判定一定有力產(chǎn)生等。深刻理解這些概念和規(guī)律后才能準(zhǔn)確找到合適的公式進(jìn)行計算,“一針見血”解決問題,而不再亂套公式,避免發(fā)生算來算去都不知道自己要算什么的尷尬現(xiàn)象。
2.巧用利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題
物理學(xué)科具有自己獨(dú)特的特點(diǎn),不是單純的理論學(xué)科,也不是單純的計算學(xué)科,注重與生活緊密聯(lián)系,以數(shù)學(xué)計算方式為基礎(chǔ)探究更深層次的規(guī)律。所以利用好數(shù)學(xué)的各種原理,再難的物理問題也會迎刃而解。
2.1用相似三角形解物理問題
相似三角形法通常尋找的是一個矢量三角形與一個幾何三角形相似[1]。利用相似三角形對應(yīng)邊的比例關(guān)系求解力的大小,特別當(dāng)幾何三角形的邊長已知時。例題:如圖1-1所示,輕繩的A端固定在天花板上,B端系一重為G的小球,小球靜止在固定的光滑大球表面上,已知AB繩長為l,大球半徑為R,天花板到大球頂點(diǎn)的豎直距離AC=d,角ABO>90°。求繩中張力和大球?qū)π∏虻闹С至?。(小球直徑忽略不計?/p>
【解析】:選小球為研究對象,受到重力G、繩的拉力F和大球支持力F■的作用(如圖1-1)。由于小球處于平衡狀態(tài),因此G、F、FN組成一個封閉三角形。根據(jù)數(shù)學(xué)知識可以看出三角形AOB跟三角形FGF■相似,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例得F/L=G/(d+R)=F■/R,解得F=G·L/(d+R) F■=G·R/(d+R)。由此可見,當(dāng)繩長L減小時,F(xiàn)變小,F(xiàn)N不變。
2.2二次函數(shù)的利用
二次函數(shù)在運(yùn)動中有很多應(yīng)用,有時它可以省去物理情境的討論,以不變應(yīng)萬變,對物理情境一時難想象的同學(xué)此方法可作為一種選擇,對理解運(yùn)動中物理情境有一定的幫助。二次函數(shù)y=ax■+bx+c的圖像是拋物線,當(dāng)a<0時,拋物線開口向下,當(dāng)x=-■時,y有極大值,為y■=■;當(dāng)a>0時,拋物線開口向上,當(dāng)x=-■時,y有極小值,為y■=■;如圖所示當(dāng)y=0時圖像與x軸相交,其交點(diǎn)為ax■+bx+c=0的兩解,無交點(diǎn)則表示無解。
運(yùn)動學(xué)中兩追擊物體間的距離△s剛好就是時間t的二次函數(shù)。若物體1追物體2,設(shè)兩物體開始相距的距離為s0,則兩物體間距離為:△■=s■+s■-s■=■(a■-a■)t■+(v■-v■)t+s■。這可用運(yùn)動學(xué)追擊問題中的相距最遠(yuǎn)(最近)和是否相遇及相遇時間等問題。其圖像與x軸的兩個交點(diǎn)是追擊過程中的兩個相遇點(diǎn),若圖像與x軸無交點(diǎn),則不可能相遇,這可用判別式△=■是否大于或等于零來判定:若判別式大于零有兩個解,表示相遇兩次;若判別式等于零,圖像和x軸有且只有一個交點(diǎn),即頂點(diǎn)在x軸上,表示追擊過程中只相遇一次;若判別式小于零,圖像與x軸無交點(diǎn),表示不可能相遇。
3.程序化教學(xué)
物理教學(xué)中采用程序教學(xué)思想,即針對物理課堂的教學(xué)任務(wù),設(shè)置學(xué)生熟悉的情景,在這個情景中通過一系列層次分明的問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,最終通過學(xué)生的一系列學(xué)習(xí)行為獲得最后預(yù)期的教學(xué)效果。教學(xué)時把程序教學(xué)思想應(yīng)用到物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律、物理習(xí)題教學(xué)中,同時在作業(yè)中設(shè)置程序化問題,讓學(xué)生通過自我思考成功得出結(jié)論。程序教學(xué)能有效提高學(xué)生的解題能力和分析問題、解決問題的能力。能力的提高是解決計算困難的根本途徑[2]。
綜上所述,提高計算能力不是一朝一夕的事情,學(xué)生要持之以恒,教師要不斷地提示、引導(dǎo),在師生的共同努力下,提高計算能力不再是夢,高中物理也不再是學(xué)生的“噩夢”,教育是不斷探索的過程,筆者的觀點(diǎn)只代表一部分觀點(diǎn),難免有片面性,希望進(jìn)一步與同行們交流探討。
參考文獻(xiàn):
[1]曹偉達(dá).三角形相似法在高中物理中的應(yīng)用.中學(xué)物理,2012(09):57.
[2]陳寧,王怡菲.斯金納程序教學(xué)在現(xiàn)代教育中的作用.九江學(xué)院學(xué)報,2006(04):140.