張金虎
一、高中物理學(xué)生解題的現(xiàn)狀
從目前的高中物理教學(xué)現(xiàn)狀來看,學(xué)生在物理解題這一模塊存在一些問題,主要分為三個(gè)方面:(1)學(xué)生物理基礎(chǔ)不牢固,對題目理解不透徹,大部分學(xué)生其實(shí)在解題過程中存在一種陋習(xí),他們習(xí)慣直接把從題目中獲得的數(shù)據(jù)代入公式中計(jì)算,完全不考慮題目中所給的哪些條件是有用的,哪些條件是用來干擾視線的。(2)學(xué)生對基礎(chǔ)物理模型理解混亂。力學(xué)和電學(xué)是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容,這部分概念比較抽象,教師在教學(xué)中會給學(xué)生講解相關(guān)的基礎(chǔ)物理模型,但由于一些學(xué)生對模型的分析和理解不深刻,導(dǎo)致在解題過程中的應(yīng)用出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象。(3)學(xué)生物理高階邏輯思維缺失。和初中物理學(xué)習(xí)相比,高中物理知識范圍更廣,內(nèi)容更豐富,學(xué)習(xí)的難度也更大,許多學(xué)生由于物理思維邏輯的缺失和低下,對概念的理解比較單一,對知識的學(xué)習(xí)也沒有進(jìn)行系統(tǒng)的歸納和總結(jié),導(dǎo)致在解題過程中出現(xiàn)各種各樣的失誤。
二、高中物理解題策略的訓(xùn)練方法
(一)圖像解析法
圖像解析法是指學(xué)生根據(jù)題目的要求把抽象、復(fù)雜的物理過程繪制成圖像,它主要是利用圖像直觀形象、簡單明了的特點(diǎn),把物理量之間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化成簡單的幾何關(guān)系,從而快速地分析和解決物理問題。高中物理知識學(xué)習(xí)中涉及大量的圖像問題,借助圖像解析法解題是非常實(shí)用的,它不僅能幫助學(xué)生挖掘到題目隱藏的條件,了解到已知條件和隱含條件之間的關(guān)系,還能化難為易、化繁為簡,讓學(xué)生的物理解題變得更加方便、簡明、快捷。以下通過圖像的斜率、截距、交點(diǎn)、面積等要點(diǎn)來詳細(xì)闡述圖像解析法在高中物理解題中的典型應(yīng)用。
1.圖像的斜率:在v-t圖像中斜率代表物體運(yùn)動的加速度,在s-t圖像中斜率代表物理運(yùn)動的速度,在U-I圖像中斜率代表電學(xué)元件的電阻。不同的物理圖像中,斜率隱含著不同的物理意義。
2.圖像的截距:在“測電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,從所畫出的U-I圖像中可以得到題目所給的隱含條件,圖線與橫軸的截距是電流,與縱軸的截距是電動勢,由這兩個(gè)隱含條件可得出電源的內(nèi)阻。
3.圖像的交點(diǎn):物理圖像中的交點(diǎn)是具有一定的潛在物理意義的,大部分都是物理解題中至關(guān)重要的條件之一,例如,在解決“相遇”問題中,圖像中的交點(diǎn)就代表著兩個(gè)物體相遇了,由此可得出相遇的時(shí)間和相遇所走的路程。
4.圖像的面積:一般在涉及運(yùn)動、力、功能關(guān)系的高中物理綜合問題中,圖像的面積有著深刻的物理意義。例如,在v-t圖像中,速度圖線與時(shí)間軸所夾的面積就是位移,由此可根據(jù)得出的v、t、s解決動能定理問題。
(二)等效替換法
等效替換法是一種常見的思維方法,以事物的等同效果為核心,降低思維難度,把復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過程等效地轉(zhuǎn)化為簡單的物理過程。另外,等效替代法并不是要求事物的所有方面效果都要相同,只要在某種情況下某一方面的效果相同就可以進(jìn)行替代轉(zhuǎn)化。高中物理的等效替換典型事例一般是從物理量、物理過程、物理模型三大等效方面來講解的。
1.物理量等效。合力與分力、合速度與分速度、總電阻與分電阻、矢量的合成與分解等都是高中物理學(xué)習(xí)中與物理量等效有關(guān)的概念,把這些等效觀點(diǎn)應(yīng)用在具體的物理問題中能讓物理解題變得簡捷、迅速。
2.物理過程等效。一般是指把抽象、復(fù)雜的物理過程轉(zhuǎn)化分解成幾種簡單、常見的物理過程,比如,在解決“電荷在電場和磁場中的勻速圓周運(yùn)動”問題時(shí),借助物理過程等效能方便學(xué)生理解題目的物理本質(zhì),使學(xué)生順利地解決物理問題。
3.物理模型等效。高中物理的力學(xué)與電學(xué)之間有許多模型都是互通的,如力學(xué)中的衛(wèi)星模型、人船模型、子彈射擊木塊模型、小車碰撞模型等,都可以直接在電磁學(xué)物理問題中應(yīng)用的。
(三)極端假設(shè)法
高中物理問題中涉及的因素眾多、過程復(fù)雜,學(xué)生很難在有效的時(shí)間內(nèi)把握其變化規(guī)律,做出正確的判斷。極端假設(shè)法是解決物理過程或現(xiàn)象復(fù)雜多樣問題的最優(yōu)解題方法,它一般是把問題放到極端狀態(tài)、極端條件或特殊狀態(tài)下進(jìn)行假設(shè)分析,得出極具規(guī)律的結(jié)論,然后推導(dǎo)出在普通狀態(tài)下的規(guī)律和結(jié)論。其實(shí)極端假設(shè)法的實(shí)質(zhì)是把物理過程的變化推到極致,找尋它們之間的變化關(guān)系。高中物理解題的極端假設(shè)法通常是采用極端值和極端過程來分析解決的。
1.極端值,相當(dāng)于臨界值,是根據(jù)物體在運(yùn)動變化過程中由運(yùn)動到靜止、靜止到運(yùn)動這兩個(gè)過程中所體現(xiàn)的兩種不同狀態(tài)來觀察、解決問題的。
2.極端過程,是把研究物體的過程推向極端情況來考慮分析的。例如,判斷兩個(gè)相同的小球在兩種不同的光滑斜面上,不計(jì)拐角處的能量損失,誰從頂端到底部所用的時(shí)間最少。