物理教師要注重講解中的靈活多變

劉生發

(民勤縣第一中學 甘肅 民勤 733300)

物理教師都覺得，教材中的例題和習題簡單，高考試題難；僅做教材上的習題不能滿足高考的要求．于是，不少教師只有擴大習題量，購買很多的復習資料，用“題海戰術”來提高學生的應試能力．筆者在教學中體會到，那種脫離課本，大量補充習題的做法效果并不理想．如若緊緊抓住課本，注重課本例題和習題的引申和擴展，用以培養學生的解題能力，則事半功倍，可以提高教學質量和教學效率．

1 一題多解培養學生用數學工具解物理題的能力

【例1】在光滑水平面上，一個質量為200 g的物體在1.0 N的水平力作用下由靜止開始做勻加速直線運動． 后將此力換為相反方向的1.0 N的力，再過2.0 s將力的方向再換過來, ……這樣，物體受到的力的大小雖然不變，方向卻每過2.0 s變換一次．求經過30 s物體的位移．

此題作為學生作業，他們的解法如下.

學生解：根據牛頓第二定律

經過2.0 s位移

30 s內含有2.0 s的個數為

得

s=ns1=15×10 m=150 m

在講評時筆者指出，這種解法雖然正確，但不太嚴密；應采用如下解法.

嚴謹解：第二個2.0 s的位移為

所以

s=(20×7+10) m=150 m

最后1 s的位移為

s=(20×7+2.5) m=142.5 m

差的1 s的位移為

所以

s=(20×8-2.5) m=157.5 m

故

s=(20×7+10+7.5) m=157.5 m

s=10×15+2.5 m=152.5 m

另外此題可用圖像法解．

圖像解：分別作出F-t、a-t及v-t圖，如圖1(a)、(b)、(c)．從圖中看出，雖然F和a時正時負，但v始終是正的，即物體一直朝一個方向運動．

根據在v-t圖像中位移由“面積”表示，則每一個周期物體位移為

到28 s為7個周期

s28=20×7 m=140 m

29 s為

30 s為

s30=s28+10 m=150 m

31 s為

s31=157.5 m

圖1

通過多種解法，使學生對題設的物理情境更加明晰，對公式法和圖像法的各自的優點也更加明確．

2 改變題設條件使學生準確理解概念和規律

【例2】一個人用與水平方向成α=45°角的力F=20 N推一只箱子，使箱子在水平方向上移動了s=10 m，如圖2所示.求推力所做的功．

圖2

解：據功的公式W=Fscosα,所以

W=Fscos45°=1.4×102J

此題直接應用功的公式計算，比較簡單．

引申：設此物體質量m=5 kg，物體與地面間的動摩擦因數μ=0.1.求推力做的功WF、摩擦力做的功Wf和合外力做的功W．

開始筆者只問求推力做的功，有的同學回答先求合外力，再用W=Fs求功．經提示，大部分同學知道這樣求的不是推力做的功，推力做的功不變.

注意：求功一定要搞清楚是哪個力做的功．

解：WF=Fscosα=1.4×102J

Wf=-μFs=-μ(mg+Fsinα)s=-63 J

W=F合s=[Fcosα-μ(mg+Fsinα)]s=77 J

以上可以看出W=WF+Wf，即合外力做的功等于各力做功的代數和．因此，求合外力的功可以先用力的合成求合外力，然后根據功的公式去求.也可以先求各個分力的功，再用代數和求出總功即合外力做的功．

這一引申既強調了求功要注意求哪個力的功，又引出了求合力的功的兩種方法，并為以后講動能定理打下基礎．

3 增加設問使學生把前后知識連貫起來

課本上的例題，往往是針對本節所講的概念和規律而設，著重本節所講的解題方法的應用.我們擴展一下，可把前后知識聯系起來．

【例3】一艘輪船以最大速度航行時，所受的阻力為1.2×107N.發電機的輸出功率等于1.7×105kW .輪船的最大航行速度是多少？

解：當輪船達最大航行速度時，為勻速運動，有

F牽=f阻

據功率公式P=Fv，有

所以

這樣既鞏固了公式P=Fv的應用，又使學生理解輪船(或其它交通工具)在加速過程中隨速度的增加，加速度減小，到加速度為零時，速度最大；把功率與牛頓第二定律聯系起來．

4 改變設問因果順序培養學生逆向思維能力

【例4】升降機以0.5 m/s2的加速度勻加速上升.站在升降機里的人質量是60 kg，人對升降機地板的壓力是多大？人站在升降機里的彈簧體重計上，體重計示數是多少？

解：人受重力G和升降機對其支持力FN，人與升降機具有共同的加速度a.

對人

FN-G=ma

所以

FN=mg+ma=618 N

人對升降機的壓力是FN的反作用力，故體重計的示數為618 N，比人的重量60×9.8 N=588 N大，稱為超重．

擴展：當升降機加速度下降時，有

FN=m(g-a)=548 N<588 N稱為失重．

當升降機與人自由落體運動時，視重為零，稱為完全失重．

將此例題做變化：站在升降機里的體重計上質量為60 kg的人．看到體重計的示數為618 N，則升降機正在

A．以0.5 m/s2的加速度勻加速上升

B．以0.5 m/s2的加速度勻加速下降

C．以0.5 m/s2的加速度勻減速上升

D．以0.5 m/s2的加速度勻減速下降

學生一般易選A而漏選D.原因何在？指出學生尚不具備逆向思維的能力．

物理過程有因果關系．一般來說，從原因導出結果稱為正向思維，學生比較習慣；從結果推出原因稱為逆向思維．許多物理題的命題是利用逆向思維的方法.我們解題時用正向思維的過程，即從A，B，C，D四選項逐一從選項中提供的因，看能否得出題設的果．例如對選項D，加速度a是向上的，其結果仍有FN-mg=ma，故超重．

5 多題一解培養學生歸納總結的能力

對上面的例1，我們找出下列習題物理情境或解題方法與它類似．

【例5】[1988年全國高考試題第二(8)題]一物體放在光滑水平面上，初速度為零．先對物體施加一向東的恒力F，歷時1 s；隨即把此力改為向西，大小不變，歷時1 s；接著又把此力改為向東，大小不變，歷時1 s；如此反復，只改變力的方向，共歷時1 min，在此1 min內

A．物體時而向東運動，時而向西運動，在1 min末靜止于初始位置之東

B．物體時而向東運動，時而向西運動，在1 min末靜止于初始位置

C．物體時而向東運動，時而向西運動，在1 min末繼續向東運動

D．物體一直向東運動，從不向西運動，在1 min末靜止于初始位置之東

答案選D．

【例6】(1985年高考全國卷第8題)圖3(a)中A和B表示在真空中的相距為d的兩平行金屬板.加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強電場.圖3(b)表示一周期性的交變電壓的波形，橫坐標代表時間t,縱坐標代表電壓U.從t=0開始，電壓為一個定值U0，經過半個周期，突然變為-U0；再過半個周期，又突然變為U0；……如此，周期性地交替變化．

圖3

在t=0時，將上述交變電壓U加在A，B兩板上，使開始時A板電勢比B板高，這時在緊靠B板處有一初速為零的電子(質量為m,電荷為e)在電場作用下開始運動.要想使這電子到達A板時具有最大的動能，則所加交變電壓的頻率最大不能超過多少？

解：本題所描述的電子的運動規律，與上兩題相同．要使電子到達A板時獲得最大動能，須使電子從B到A中一直加速，也就是電壓U的半周期不小于電子從B到A所用的時間．此題答案為

A．若電子是在t=0時刻進入的，它將一直向B板運動

答案為選項A，B.

以上三題皆為高考題，題中描述的運動情況與課本上習題(3中所述)相同，解題方法類似．可見高考題與課本習題之間并沒有不可逾越的鴻溝.通過精講、細講課本習題，可以走向通往成功的大門．

也就是說，教師講習題不能像工匠師傅教徒弟那樣，經驗式的，我這樣干，你看著我照著干就行.要教給學生思維方法、解題思路，進而上升為解題理論．

總之，物理教學，不能遠離課本，更不能脫離課本．教師和同學要抓住課本，把課本用好、用活、用充分，用細、用實、用出成效，這樣才能既提高教學質量，又減輕學生負擔．