俞汝旺
【摘要】在物理問題中,整體法的運用可從整個過程或系統(tǒng)介入,可以將其視為綜合的思維,具有運用價值高、理論性強、綜合程度大、層次深等特點.初中物理教師在教學環(huán)節(jié),向?qū)W生提供整體法,同時告知學生整體法在具體問題分析與處理中的運用方式,便于學生形成較強的思維,能夠快速給出問題的分析框架,將復雜的問題簡單化,最終良好的處理問題.本文以初中物理解題課作為立足點,給出整體法在教學中的具體運用策略.
【關鍵詞】初中物理;解題教學;整體法
初中物理的較多習題,對于學生而言有較大的難度,不少學生拿到問題便出現(xiàn)畏難情緒,不會進行深度探究.對于初中物理出現(xiàn)的不少問題,如果不能找到有效的方法進行處理,將會導致問題的處理停滯不前,學生遇到類似的問題可能會直接放棄.為防止該情況出現(xiàn),教師需要向?qū)W生傳授解題方法,同時說明方法應用條件與使用方式.整體法是一種重要的思想,對于學生處理初中遇到的很多問題,均能運用整體法進行處理.因此,初中物理教師需要向?qū)W生傳授整體法,同時說明整體法在運用中的具體方法,讓學生可以運用該方法處理遇到的難題.
1 將研究對象作為整體分析
初中物理的不少習題對學生解題思維有較高的要求,初中生欠缺該方面的思維,不能建立問題模型,難以找到解決問題的方式[1].整體解題可以理解為一種方法,也可以將其視為一種解題思想,將相互關聯(lián)的對象視為一個整體,在此基礎上進行研究.初中物理力學部分,不同物體間作用的力較多,如果對其進行細致的研究,難以理清頭緒,此時整體法便顯得異常重要[2].在整體法的運用中,對于研究對象可將其視為整體,對題目進行簡化處理,最終給出解題方法.
例1 對于放在水平桌面的直尺(密度均勻),將其放在桌角.直尺從桌面伸出的部分是全直尺長度的三分之一,當5N的重物P掛在B端時,尺子的A端慢慢翹起,如圖1所示,問尺子承受的重力?
解析 題目給出的條件很細致,但是在解題時發(fā)現(xiàn)找不到著力點.對于該道問題,將研究對象直尺作為整體,梳理其所受的力.在圖(1)狀態(tài)時,P的重力GP與輸出的動力一致,尺子重力G等同于輸出的阻力.結合圖(2)繼續(xù)分析,將直尺比作杠桿,基于杠桿定理,G=OGOC×GP,根據(jù)直尺在圖(1)和圖(2)兩種情況,動力臂OB等于三分之一的AB,阻力臂OC等于二分之一的AB減去三分之一的AB,將其帶入到公式G=OGOC×GP,尺子承受的重力為10N.
2 將研究過程作為整體分析
從對局部方法解題,研究題目中的條件,由于學生處理問題時工作量較大,將會導致學生得不到正確的答案[3].因此,建議學生以整體方法進行處理.對研究過程進行整體分析,學生采用物理分析的方式,對掌握的信息進行研究,找到已知條件的關系,建立問題模型,運用已知條件給出問題的解決方案.在物理研究中,將研究過程視為整體,簡化很多細節(jié)性的內(nèi)容,給出清晰的流程,最終解答問題[4].
例2 在水平桌面上擺放兩個容器,其中圓柱形容器命名為甲,還有底大口小的容器乙(如圖2所示).對于兩個容器,分別倒入不同的液體,液面的高度并不相同.當下將兩個容器內(nèi)液體對容器底部的壓力分別以F1、F2進行表示,問F1、F2的關系.
解析 由于題目中給出的已知條件有限,憑借當下掌握的條件,不足作出對F1、F2壓力大小的比較.所以在問題處理中,需要將局部作為分析對象.然而,僅是立足局部進行分析,無疑會受到部分因素的限制,比如兩個容器體積、倒入液體密度等,這些因素的存在,均會影響到對問題的分析,容易對學生形成誤導,對問題進行局部分析與解讀.因此,對于該問題需要從全局出發(fā)梳理信息,同時將全局視為局部,在此基礎上分析問題.先建立一個整體小球(一個適合所有場合的小球),隨后再發(fā)展到局部.設定的小球不計密度、形狀、體積等變因,其力自然與重力相等.根據(jù)阿基米德原理,所以F1=F2.
3 同時將研究對象與過程作為整體進行分析
部分初中物理問題有諸多條件,不便于對研究對象進行整體分析,也難以對研究過程進行整體分析.對于此種情況,可將研究對象與研究過程視為一個整體并對其進行分析.在此類問題的研究中,需要做好全局把控,建立相對簡化的問題分析模型,給出問題的處理過程,得到正確的答案.
例3 如圖3所示,在容器中放有長方體木塊(M),在該木塊的上方還有一個鐵塊(m),木塊出水面、高度為h1、用細繩將該鐵塊系在木塊的下面,將細繩剪斷(圖a),三種情況的圖依次為a、b、c,前兩種情況木塊出水面的高度依次為h1、h2,問第三種情況木塊出水面高度h3是多少?
解析 該問題涉及的對象多,研究過程異常復雜,此時可以將研究對象與研究過程視為一個整體,將長方體木塊(M)、鐵塊(m)和a到b的過程視為一個整體,此時總力等于M與m的重力,在總重力沒有變化的情況下,總體力也不會出現(xiàn)變化.圖b這種情況,重力發(fā)生變化,增加了m的力,h2>h1,根據(jù)題干已知條件進行推導,得到公式(1):SM(h2-h(huán)1)=mρ鐵.在b到c的過程中,依然將M和m視為一個整體,得到公式(2):SM(h3-h(huán)2)=mg-ρ水gmρ鐵.h3值的求解,聯(lián)立在(1)與(2)得到具體值,為h1+ρ鐵h2-h(huán)1ρ水.
4 結語
綜上所述,整體法在物理習題的處理中,是較為實用的方法,可以將復雜的問題簡單化處理,便于學生建立框架清晰的問題模型,能夠快速抓住問題的關鍵,將研究對象作為整體分析,將研究過程作為整體,或者將同時將研究對象與研究過程作為整體進行分析,最終解決問題.教師向?qū)W生傳授整體法,不僅會向?qū)W生說明其使用流程與核心思想,還會運用習題引導學生進行分析,掌握習題的處理方式,可以在遇到問題后,靈活的運用整體法,建立問題的處理模型,給出有效的處理方法,在問題處理中發(fā)揮巨大作用.
參考文獻:
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