體校物理方法教育

方東曉

在體校物理教學過程中，我們經常會遇到所求物理量取值范圍的界定問題，由于不同物理量有其各自的特性，因此使物理量取值范圍的界定變得較為復雜，為了使學生能正確界定各種物理量的取值范圍，培養學生在掌握科學知識的同時更好掌握解決問題的科學方法，使復雜問題簡單化，筆者總結出了如下幾種物理量取值范圍的界定方法：

[方法一]從準確掌握物理概念出發界定物理量取值范圍

在體校物理教學中，我們發現有較多物理量在其概念的描述中已明確了取值范圍，如果能正確理解和掌握物理量的基本概念，則相關物理量的取值便可直接予以準確界定。

如“全反射”這節中對概念有這樣一段描述：當光線從光密介質射到兩種介質的界面時，如果入射角等于或大于臨界角，就會發生全反射現象。其中特別指出發生全反射現象時入射角應等于或大于臨界角，即對能否發生全反射現象的入射角作了明確界定。

如圖示：直角三棱鏡的折射率等于2，一束平行光線垂直于AB面入射，若要使BC面上沒有光線射出到空氣中，∠B的大小應滿足什么條件?

光線從該三棱鏡射向空氣發生全反射現象的臨界角為30°，由幾何關系和發生全反射的條件可得本題的正確答案為：∠B≥30°。

又如光電效應一節對這一概念有這樣的描述：對任何一種金屬，入射光的頻率必須大于某一極限頻率才能產生光電效應；低于這個頻率的光無論強度如何，照射時間多長也不能產生光電效應。其中特別指出產生光電效應的條件是入射光的頻率必須大于某一金屬的極限頻率，即對能否發生光電效應作了準確的界定。

其它如“勻速圓周運動”中物體在豎直平面內作圓周運動處于臨界狀態時的速度大小的界定問題，都屬于類似的方法。

[方法二]由正確理解物理規律入手界定物理量取值范圍

在物理規律的闡述中同樣包含著一些物理量的取值范圍的界定，能運用相應的物理規律來確定物理量的最后結論，這是許多物理量取值范圍界定的基本手段。典型問題如透鏡成像規律中，對凸透鏡成不同特點的像其相應的物距作了分段的界定，利用這一規律，分析相應的物理量的取值范圍，顯然是十分便利的。

一物體在主軸上離透鏡20厘米處，經透鏡成一放大的實像，則此透鏡的焦距可能為多大?

根據凸透鏡成像規律可知，當物體處于離透鏡的一倍焦距和兩倍焦距之間時，經透鏡成放大實像。因此，該透鏡的焦距可能取值在10厘米至20厘米之間。又如，在應用動量和機械能有關規律的綜合性教學中，運用相關的規律便能巧妙地求解問題。

在光滑的水平桌面上，動量為5千克?米/秒的小球A追上和它同方向運動的動量為7千克?米/秒的小球B，并且發生正碰，碰后兩球的動量可能是：

A、P_A=6千克?米/秒

P_B=6千克?米/秒

B、P_A=-1千克?米/秒

P_B=13千克?米/秒

C、P_A=-6千克?米/秒

P_B=18千克?米/秒

D、P_A=4千克?米/秒

P_B=8千克?米/秒

上述四個選項均符合動量守恒定律，因此給正確解答該題帶來較大難度。但由機械能變化規律可知，兩球在碰前的總動能須大于或等于碰后兩球的總動能，即EKA+EKB≥EKA′+EKB′，而B球碰后的速度必大于碰前的速度，VB′＞VB′，B球碰后的動量范圍P_B′＞7千克?米/秒，而A球碰后速度大小必小于碰前速度大小，即VA′＜VA，所以A球碰后的動量范圍為：-5千克?米/秒A