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高中物理教學中有效解題方法的滲透

2020-05-22 07:00張?zhí)炝?/span>
教師博覽 2020年1期
關鍵詞:小球受力彈簧

張?zhí)炝?/p>

(古浪縣第五中學,甘肅武威 733100)

高中物理的知識內(nèi)容的難度,和學生過去學習階段相比較,有了明顯的提升。學習高中物理,學生不但需要掌握牢固的基礎知識,還應當具備一定的解題技巧,更加深入地對物理知識進行學習。所以,在具體教學的過程中,教師要根據(jù)學生學習實際情況,引導學生開闊思路,掌握常用的解題技巧,并及時總結解題方法,促進學生解題能力的提升。

一、整體思維法

高中物理解題中,會用到很多的方法,其中“整體思維法”就是一種使用次數(shù)比較多的方法,這種方法是從題目的全局進行考慮,將其中涉及的一些復雜變化的環(huán)節(jié)省略。這種解題方法不僅可以提高學生的解題速度,還使得物理變化過程變得簡單直觀,可以節(jié)約大量的時間,同時還可以提高答題的準確率。[1]

比如,如圖1 所示,有一個車廂,里面掛著兩個小球,兩個小球相連,質量分別是m1、m2,車廂在向右側開始進行勻加速運動,忽略空氣阻力,車廂達到穩(wěn)定狀態(tài),那么下圖中正確的是( )。

學生在面對這樣的題目時,通常會使用下面的分析方式來進行解題:首先,先對小球m1進行受力分析:假設小球和水平方向之間的夾角為θ,小球m1主要是受到了重力和線的拉力,對其進行受力分析,如圖2中甲所示,從這里我們可以得到然后,針對小球m2做受力分析:m2主要受到三個力,分別是兩個細線的拉力和重力,并不能列出有效的方程。這時候就應該使用“整體思維法”,將兩個小球視為一體,進而對其進行受力分析。假設小球m2上面細線和水平方向之間的夾角為α,然后對整體進行受力分析,如圖2中乙所示,這時候可以列出方程式可以得出θ=α,故選項B正確。

高中物理學科中,很多的題目解析中都會使用“整體思維”,在進行解題時,需要根據(jù)題目情況結合“隔離”思想,來對個體和整個系統(tǒng)之間的關系進行分析,進而可以使用比較簡單的解題方式來解題。

二、動態(tài)分析法

“動態(tài)分析法”也是高中物理學中使用較多的一種方法,其主要是針對一些平衡或者運動過程中物理量的變化情況進行分析,所以,學生在使用這種分析方法時,需要有堅實的基礎知識和明確的邏輯思維,在物理知識考查中,很多的內(nèi)容都會結合這個解題方法進行考查,所以,學生應該學會這種解題方法的技巧,進而能夠提高答題的準確率。[2]

比如,如圖3所示,一個小球從高空自由落下,最終落在了一個豎直放置的彈簧上,小球和彈簧在a點相遇,然后彈簧被壓縮到最短,這個點是b點,那么,球在遇到彈簧之后,從a到b的過程中,小球發(fā)生了怎樣的變化?忽略空氣阻力,下列選項正確的是( )。

A.小球的速度一直減少

B.小球的速度先增加后減小

C.小球的加速度先減后增

D.小球的加速度一直增加

在對這個題目進行分析時,應該對小球和彈簧接觸之后的動態(tài)變化進行分析,而不能單純地看選項,這種題目應該使用“動態(tài)分析法”來進行解題。首先應該分析小球和彈簧相遇之后,從a到b過程中,其受力的情況,然后再判斷選項的對錯。針對小球進行分析,內(nèi)容如下:小球在下落時,具有一定的加速度和速度,在和彈簧在a點接觸之后,會對彈簧產(chǎn)生向下的壓力,將彈簧壓縮,隨著彈簧的壓縮,小球受到的彈力在慢慢增加,小球的重力保持不變,所以重力和小球受到的彈力合力的方向是豎直向下,并且在不斷減小;當小球的重力和其受到的彈力大小相等時,小球的速度最大;小球還會向下移動,這時候合力的方向就是豎直向上,當小球達到b點時,其速度變?yōu)?,加速度最大。在對小球進行動態(tài)分析之后,就可以知道這個過程中小球的速度和加速度的變化情況,本題應該選擇B、C。

這種題目還可以有很多形式進行展示,如:判斷重力勢能、機械能等物理量的變化情況。這種題目具有一定的相似性,具有一定的規(guī)律,在面對類似的問題時,可以從選項入手來判定答案。[3]

三、圖像解析法

圖像解析法是指在對物理題目的意思進行充分理解的基礎上,來將題目中涉及的一些物理要素關系使用圖像直觀展示出來。還可以將物理題目中的一些變量轉化為幾何關系,使題目變得簡單,大大提高解題的速度。有一類物理問題,解題時使用圖像法是最適合的,不僅可以提高解題效率,還可以保證解題的準確率。

比如,一個光滑的固體F,其在水平面中保持固定,在其兩側,分別是斜面AB和曲面AC(如圖4所示)。AB和AC的水平距離是一樣的,現(xiàn)在在A點放置兩個小球p和q,然后讓其分別沿著AB和AC滑動,最終哪個小球先達到終點?

針對這個題目,就可以利用圖像法來解題,可以構建一個直角坐標系。首先假設小球的速度是V,將其設置為縱坐標,然后小球移動消耗的時間為t,將其設置為橫坐標,這樣可以將兩個小球的移動曲線來表示小球的路程,在一個坐標系中將兩個小球的速率圖像進行表示,如圖5所示。從圖像中可以發(fā)現(xiàn)小球q的速度比較大,由于兩個小球最終都會達到同樣的水平面,根據(jù)機械守恒定律可知,小球q所消耗的時間最短。

使用圖像法來解題,可以將原本復雜的題目形象地展示出來,這樣可以對題目進行更好的理解,進而實現(xiàn)高效解題的目標。

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