王岳
【摘要】在新課程教學(xué)理念的引領(lǐng)下,筆者把學(xué)生說題引入高中物理習(xí)題教學(xué),使學(xué)生在教學(xué)行為實(shí)施過程中,主動(dòng)參與思考,在積極的探索中讓學(xué)生不僅學(xué)會(huì)“想”物理、“做”物理,更善于“說”物理。以學(xué)生說題引領(lǐng)高中物理解題教學(xué),能夠使學(xué)生通過不斷分析物理過程和狀態(tài),掌握分析的方向和目標(biāo),找到解決問題的規(guī)律和方法,從而達(dá)到深刻地理解物理原理和物理規(guī)律,更好地掌握解題技能,提高解題能力。
【關(guān)鍵詞】學(xué)生說題 條件 過程 規(guī)律
【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)06-0145-02
高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出:“教學(xué)中要提供學(xué)生當(dāng)眾交流的機(jī)會(huì)”。為了給學(xué)生提供交流的機(jī)會(huì),筆者在高中物理解題教學(xué)中,采用以“學(xué)生說題”作為解題教學(xué)的突破口,收到了良好的教學(xué)實(shí)效。下面,就結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勔浴皩W(xué)生說題”引領(lǐng)高中物理解題教學(xué)的策略。
一、追尋考查意圖——說“題目條件”
在解題時(shí),通熟題意是最重要的,吃透題中各個(gè)條件及關(guān)系是展開思維的基礎(chǔ),找出題目中關(guān)鍵字眼。要求:說出題中的已知條件,主要指各物理量的數(shù)據(jù)、單位及圖示含義、器材等;說出題中的未知物理量及所求量;說出本題考查的知識(shí)點(diǎn)并盡量說出考查意圖。
例:質(zhì)量為m的鋼板與豎直輕彈簧的上端連接,彈簧下端固定在地上。平衡時(shí)彈簧的壓縮量為x0,如圖1所示。一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下,打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng),但不粘連。它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)。已知物塊質(zhì)量為m時(shí),它們恰能回到O點(diǎn)。若物塊質(zhì)量為2m,仍從A處自由落下,則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí),還具有向上的速度。求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離。
題目中的關(guān)鍵字有:“自由落下”、“立刻”、“不粘連”、“恰能”、“還具有向上的速度”等,借用彈簧彈力特點(diǎn)和做功性質(zhì),已知下落和反彈的高度以及反彈時(shí)的速度情況,要求當(dāng)質(zhì)量改變?yōu)樵瓉淼亩稌r(shí),反彈的最大高度。題目通過自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等知識(shí)為依托,訓(xùn)練學(xué)生挖掘隱含條件的能力及運(yùn)用動(dòng)量觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)綜合分析解決物理問題的能力。
二、分析關(guān)聯(lián)點(diǎn)——說“物理過程”
一個(gè)較為復(fù)雜的物理過程,往往是由幾個(gè)不同的階段連接而成。由于組成整個(gè)過程的各個(gè)階段具備不同的特征,遵循不同的規(guī)律,因此對(duì)這類過程的分析,一般需要首先把各個(gè)階段作出合理的劃分。要求:按照時(shí)間順序說出題中物理情境分幾個(gè)階段,每個(gè)階段研究對(duì)象的受力情況,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn);說出不同階段之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。
上題中,第一過程:物體從A處自由落下,只受重力,下落時(shí)做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),只有重力勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。第二過程:物體下落3x0時(shí)與鋼板碰撞,時(shí)間極短,與鋼板獲相同速度。第三過程:物體和鋼板一起向下壓縮彈簧至最低點(diǎn),受到重力和大小不斷變化的彈力,速度先增加再減少至零,加速度先減少再反向增加。只有重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。第四過程:物體和鋼板從最低點(diǎn)反彈,反彈至彈簧的初始位置是與第三過程是一個(gè)逆過程,由于有速度仍能向上,至彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)。第五過程:若物體和鋼板在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)仍具有速度,物體又與鋼板不粘連,鋼板將受到彈簧由于伸長(zhǎng)而產(chǎn)生的向下的彈力,物體將與鋼板分離,物體作豎直上拋運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)。
三、探索過程本質(zhì)——說“物理規(guī)律”
一個(gè)物理問題的求解,很重要的環(huán)節(jié)即是對(duì)題目中包含物理過程和物理狀態(tài)的分析。要求:說出每一過程滿足規(guī)律的條件,題目是否滿足該條件;應(yīng)用規(guī)律的原始公式及變形式。
本例中,物體自由落體時(shí)可應(yīng)用自由落體規(guī)律或機(jī)械能守恒定律,物體與鋼板碰撞時(shí)時(shí)間極短,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,符合動(dòng)量守恒定律的條件,應(yīng)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律,在彈簧壓縮或反彈的過程中只有勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化滿足機(jī)械能定恒定律的條件,物體豎直上拋時(shí)符合拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
四、找準(zhǔn)突破口——說“量的相關(guān)性”
在過程的分析中,了解物理過程的物理量間變化關(guān)系的特征,是了解過程變化趨勢(shì)的一個(gè)突破口??梢姡?yàn)槲锢砹块g變化關(guān)系的特征能定量反映物理過程的特征,所以,將了解物理量間變化關(guān)系的特征,作為了解物理過程的變化趨勢(shì)的突破口,是物理過程分析中的重要的環(huán)節(jié)。
上題中,由下落的高度3x0可得物體與鋼板碰前的速度,對(duì)物體和鋼板列動(dòng)量定恒定律方程可求出碰后兩者粘連的共同速度,由質(zhì)量為m的物體反彈后只能上升到x0處,由機(jī)械能守恒,能求出彈簧物體與鋼板碰前被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能,這個(gè)彈性勢(shì)能也就可以應(yīng)用到質(zhì)量為2m的物體下落的過程中,從而能得到它上升的最大高度。
(五)能力展現(xiàn)——說“解題規(guī)范”
物理規(guī)范化解題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:思想、方法的規(guī)范化,解題過程的規(guī)范化,物理語(yǔ)言和書寫的規(guī)范化。
上題中,由自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí),知碰前物體的速度為v0= ,設(shè)碰后速度為v1,因碰撞過程時(shí)間極短,故物體與鋼板系統(tǒng)動(dòng)量守恒.
mv0=2mv1 ∴v1== /2
彈簧開始?jí)嚎s到又伸長(zhǎng)至O點(diǎn)的過程.
剛碰完彈簧開始?jí)嚎s時(shí)的彈簧的彈性勢(shì)能令為Ep,當(dāng)它們一起回到O點(diǎn)時(shí),彈簧無形變,彈性勢(shì)能為零.由機(jī)械能守恒,有Ep+2mv12=2mgx0
所以Ep=mgx0
當(dāng)物體質(zhì)量為2m時(shí),由自由落體知識(shí)及動(dòng)量守恒定律,有v0′= 和2mv0′=3mv2,解得v2= ,其中v2為物體與鋼板碰后的共同速度.
剛碰完時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep′,它們回到O點(diǎn)時(shí),彈性勢(shì)能為零,但它們?nèi)岳^續(xù)向上運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)速度為v,則有Ep′+(3m)v22=3mgx0+(3m)v2.
又因與鋼板碰撞的兩次過程中,彈簧的初始?jí)嚎s量都是x0,故有Ep′=Ep,從而由以上求得:v=
物體回到O點(diǎn)后繼續(xù)上升過程.
當(dāng)質(zhì)量為2m的物塊與鋼板一起回到O點(diǎn)時(shí),彈簧的彈力為零,物塊與鋼板只受到重力作用,加速度為g,一過O點(diǎn),鋼板受到彈簧向下的拉力作用,加速度大于g.由于物塊與鋼板不粘連,物塊不可能受到鋼板的拉力,其加速度仍為g,故在O點(diǎn)物塊與鋼板分離,分離后,物塊以速度v豎直上拋,因此,物塊上升的最大高度為H=.
總之,通過“學(xué)生說題”,讓學(xué)生充分參與了課堂學(xué)習(xí),調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主性,使學(xué)生的潛能得到挖掘,能力得以提高。如果一如既往地堅(jiān)持下去,就可以讓學(xué)生站在知識(shí)的“巔峰”,去體驗(yàn)“一覽眾山小”的感覺。
參考方獻(xiàn):
[1]《物理教學(xué)論》閻金鐸主編 廣西教育出版社
[2]《說課與新課改》 宋樂勛主編 陜西人民教育出版社
[3] 物理規(guī)范化解題基本要求[J] 寧夏教育 2007年06期 58