李興玉 蘇明山

近段時(shí)間,在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)總結(jié)動(dòng)量守恒定律專題知識(shí)時(shí),一位物理成績(jī)很不錯(cuò)的學(xué)生就一道例題提出了一個(gè)讓筆者頗感意外的問(wèn)題．之所以感到意外,一是這道題是一道再常見(jiàn)不過(guò)的題,平時(shí)多有涉及,其解題方法對(duì)大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)可謂耳熟能詳;二是他提出的問(wèn)題是筆者一直認(rèn)為理所當(dāng)然,無(wú)須解釋和證明的．但經(jīng)過(guò)思考和討論發(fā)現(xiàn),這些我們認(rèn)為“理所當(dāng)然”或“有意回避”的問(wèn)題,值得我們深入探討．

1 意料之外的問(wèn)題

圖1

A. 1∶2 B. 1∶3 C. 1∶6 D. 1∶9

本題思路清晰,求解方法明確,對(duì)一般的學(xué)生而言,屬于容易題．針對(duì)本題,學(xué)生提出的問(wèn)題劍走偏鋒,讓人始料未及．他提出的問(wèn)題是:為什么物塊向上的速度為零,即物塊沿圓弧軌道上升到最高點(diǎn)時(shí),物塊和圓弧軌道在水平方向具有相同的速度.

2 解決問(wèn)題的三種方法

2.1 類比追及相遇問(wèn)題

類比法是通過(guò)對(duì)兩個(gè)或兩類研究對(duì)象進(jìn)行比較,找出它們之間的相同點(diǎn)或相似點(diǎn),并以此為根據(jù)把其中某個(gè)或某一類對(duì)象的有關(guān)知識(shí)和結(jié)論,遷移到另一個(gè)或另一類對(duì)象上，從而推出它們也可能有相同或相似結(jié)論的一種邏輯推理和研究方法．采用類比的方法,可使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,對(duì)學(xué)生而言,有時(shí)候更能說(shuō)清楚問(wèn)題．物塊在圓弧軌道上滑動(dòng)的過(guò)程,可類比直線運(yùn)動(dòng)中的追及相遇問(wèn)題,在水平方向上,物塊未上升到最高點(diǎn)之前,相對(duì)于圓弧軌道向右運(yùn)動(dòng),物塊上升到最高點(diǎn)之后,相對(duì)于圓弧軌道向左運(yùn)動(dòng)．最高點(diǎn)是二者在水平方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),類似于追及相遇問(wèn)題中的“最近距離”,故可推斷當(dāng)物塊向上的速度為零時(shí),物塊和圓弧軌道在水平方向具有相同的速度．

2.2 尋找關(guān)聯(lián)速度

圖2

高中物理涉及的關(guān)聯(lián)速度主要有繩系關(guān)聯(lián)、桿系關(guān)聯(lián)和面接觸關(guān)聯(lián).其中面接觸關(guān)聯(lián)介紹得較少,對(duì)于面接觸關(guān)聯(lián)的兩運(yùn)動(dòng)物體，它們?cè)诖怪苯佑|面方向分速度相等．尋找在不同條件下,運(yùn)動(dòng)物體間速度的關(guān)聯(lián)關(guān)系,往往是分析物理問(wèn)題的切入點(diǎn),以此角度審視學(xué)生提出的問(wèn)題,亦可得到合理的解釋．物塊和圓弧軌道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,雖然物塊在圓弧軌道上的位置不斷改變,但二者在垂直于接觸面方向,即沿圓弧半徑方向無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)．如圖2所示,當(dāng)物塊向上的速度為零時(shí),物塊和圓弧軌道的速度v1、v2在沿圓弧半徑方向的分速度相等,即v1cosα=v2cosα,可知v1=v2．

2.3 利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)

其實(shí),日常教學(xué)中,學(xué)生提出的類似問(wèn)題有很多,這些問(wèn)題從教師的角度審視時(shí),很難被發(fā)現(xiàn),而當(dāng)個(gè)別學(xué)生提出時(shí),又多被教師以“顯而易見(jiàn)”為理由搪塞過(guò)去．日積月累,由于這些細(xì)節(jié)問(wèn)題給學(xué)生所造成的困頓,使學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維能力難有質(zhì)的飛躍,這也是學(xué)生刷題刷出的“唯手熟爾”,卻知其然而不知其所以然的原因所在．“問(wèn)渠哪得清如許,為有源頭活水來(lái).”作為教師,要時(shí)刻站在學(xué)生的角度思考問(wèn)題,關(guān)注問(wèn)題的細(xì)節(jié),審視自己的教學(xué),在授業(yè)的同時(shí),更應(yīng)該解惑.只有這樣,才能真正促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化,引得源頭活水來(lái),有效提升學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．