談對物理過程分析的教學指導

在中專物理知識中，許多問題總是與“過程”有關，如“運動過程”、“受力過程”、“做功過程”、“氣態變化過程”等。所以在解決問題時，學生的過程分析能力顯得尤其重要，所謂“過程分析”就是將一個復雜的處理過程經過思維整理，分解成幾個簡單的有規律的子過程，并找出幾個子過程之間的相互聯系和制約條件。這種分析能在學生頭腦里形成一個生動而清晰的情景，找到解決問題的簡捷方法。對物理過程的分析，其本身也是培養學生思維能力，分析問題能力的有效途徑。因此，必須重視對物理過程分析的教學指導。

一、 掌握基本概念和規律是正確分析物理過程的基礎

有些學生在分析物理過程時，往往會根據在頭腦里形成的物理概念來判斷或推測物理過程的發展趨勢的結果。比如，物體的速度越大，慣性就越大，鐵塊比木塊重等。為了排除這種干擾，就必須指導學生透徹地理解要領的內涵和外延，然后通過邏輯推理得出正確的判斷。

【例1】物塊從曲面上的Q點自由滑下，通過靜止的粗糙水平傳送帶后落到地面上的P點。若使傳送帶隨皮帶輪沿逆時針方向運動，再把該物塊放到Q點自由下滑，那么（ ）。

（A）它將落在P點的左邊?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖（B）它將落在P點的右邊

（C）它將落在P點?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖 ?搖?搖?搖?搖?搖?搖 （D）它可能落不到地面上

錯解：有些學生認為，物塊在傳送帶上運動時，若傳送帶向左滑動，物塊受到的摩擦力增加，摩擦力做功增加，物塊到達傳送帶右端的速度較小，故落在P點的左邊，選（A）。

分析：取物塊為研究對象，在兩種情況下物塊均受到滑動摩擦力的作用，應滿足f=uN，由于正壓力N=mg不變，f不變，在兩種情況下物塊從左瑞運動到右端的位移相同，所以物塊運動到傳送帶右端相同，落在P點，故選（C）。

二、 重視演示，把復雜的處理過程直觀地展現在學生面前

在一些習題中出現的物理過程，學生往往在實際生活中很少會遇到，或雖然遇到過但沒有注意觀察和思考，這樣，學生頭腦中就形不成清晰的動態物理情景，常給物理過程的分析帶來一定的困難。如果能通過演示，將這一過程生動、直觀地展現在學生面前，學生就很容易找到這一過程的特點和所遵守的規律，問題就迎刃而解了。

【例2】小球質量為m，細線長為L，線的一端固定在O點，另一端和小球連接，現將小球拉到圖示位置，從靜止開始釋放，求小球到達最低點的速度。

錯解：小球從A點運動到B點的過程中，

mg（L+ ）= mvV = 。

分析：得出以上錯誤結果的原因是沒有弄清這個過程。如果進行實驗，則可使學生認識到這一過程是由兩個子過程組成的，第一個子過程是從A到P，小球做自由落體運動，可求出小球在P點的速度V= 。在P點細線被拉直，由于球受到線的拉力，使小球沿法向方向的速度V 減小到零，這時有機械能損失；第二個過程是小球從P點以V 從為初速度運動到圓周運動路徑最低點B，在這一過程中根據機械能守恒可列式 mv+mg = mv。在P點將V正交分解，可知，v =vcos30°= v= 代入前式使可求出v = 。

三、通過畫正確的示意圖，找出物理目程中的定量關系

一些物理過程中的物理量之間的關系常常是隱含在題目之中的，而它們之間的關系往往要通過畫出正確的示意圖后才能找到。值得指出的是，畫圖過程是解題者大腦對題目提供的信息進行加工處理的過程，是形式和邏輯思維共同作用的結果。一般說來，能正確地畫出示意圖，也就意味著能基本弄清物理過程和它所遵循的規律了。

【例3】一物體放在光滑的斜面上，設斜面G與地面之間沒有摩擦，則在物體沿斜面自由下滑的過程中，斜面對物體的作用力（ ）。

（A） 不垂直斜面，做功為零

（B） 不垂直斜面，做功不為零

（C） 垂直斜面，做功為零

（D） 垂直斜面，做功不為零

錯解：有些學生認為因物體受到的支持力垂直于斜面，支持力做功必為零，故選（C）。

分析：由于地面光滑，根據系統在水平方向的動量守恒可知，物體下滑時斜面會向右運動。畫出的過程示意圖，從圖中可看出支持力N和物體的位移AB不再垂直，支持力做負功，故應選（D）。

四、物理過程的分析，要注意從臨狀態作為突破口

通常一個復雜的物理過程中的幾個子過程可以遵守不同的規律，當物體從一種運動過程轉化為另一種運動過程時，往往要經過一個臨界狀態（或轉折點），那么就抓住了過程的關鍵特征，從而可使物理過程化繁為簡。

【例4】小球在軟質彈簧的正上方自由下落。

小球和軟質彈簧從接觸起直到速度為零的過程中，下列關于小球運動狀態的幾種描述中正確的是（）。

（A） 小球的速度越來越小

（B）小球的加速度越來越小

（C）小球受的合外力越來越大

（D）小球的速度最大時加速度為零

分析：小球在壓縮彈簧的整個過程中要分為兩個子過程來討論，其中在“平衡位置”B點有kx=mg，這是一個臨界點。在A到B的過程中，F＜mg，合外力向下，加速度方向向下與速度方向一致，物體做加速度運動：（↑表示增大，↓表示減小）當X↑?圯F↑=KX?圯F ↓=Mg-F?圯F #8226; 。在B到C的過程中，kx＞mg，合外力方向向上，加速度方向向上與速度方向相反；當當X↑?圯F↑=KX?圯F ↓=kx-mg?圯a↑=F #8226; 。所以在整個過程中，速度先增后減，加速度先減后增，B點是臨界狀態，此時速度最大，加速度為零，故應選（D）。

五、 找出適當的中間量，利用子過程之間的相互關系解決問題

在將物理過程分成幾個子過程，加以分析，解決問題時，應充分利用子過程之間的相互聯系，而中間量應是聯系子過程的關鍵物理量。

【例5】一小球從塔頂自由下落，在最后一秒內通過的位移是25M，求塔高。（g=10m/s）

分析：此題可將整個過程分成AB和BC這兩個子過程，塔高AC=AB+AC，則求得AB就可解決問題，而BC是包含已知物理量的子過程，AB與BC聯系的橋梁是B點的速度V，V是AB過程的末速度，卻又是BC過程的初速度。

通過對BC的研究求得V，代入AB過程求AB，即可解決問題，則有：

解：設B點速度為V，塔高為y，AB段位移為y′，BC段位移為y″。

y″=vt+ gt

25=v+ ×10

v=20（m/s）

y′= = =20（m）

y=y′+y″=45（m）

答：塔高為45米。

綜上所述，對學生加強物理過程分析的教學指導，把復雜過程分解成幾個子過程去分析問題，在方法和分析能力訓練上可以起到舉一反三的作用。平時只要加強訓練，對學生的理解、推理，分析綜合等方面能力的提高將起到事半功倍的效果。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”