一道高考理綜試題引發的教學思考

陳旭

【摘 要】物理基礎知識中最重要最基本的內容是物理概念和物理規律。教好物理概念和物理規律，并使學生的認識能力在形成概念、掌握規律的過程中得到充分發展，是物理教學的重要任務。教師選擇例題要有明確的目的性、有典型性、針對性，題目的內容應能充分反映物理概念、規律的本質和關鍵，反映分析和處理物理問題的一般方法，并能針對學生在解答時容易產生的錯誤和問題。

【關鍵詞】臨界條件；認識能力；啟迪思維

2004年全國高考理科綜合能力測試有一個涉及力學的題目，該試題簡潔而貼近生活，講力學知識有效的融合在一起，解法靈活，能真實考查學生的能力，且由此引發教學的很多思考。

題目是這樣的：一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖1所示。已知盤與桌布間的動摩擦因數為μ1，盤與桌面間的動摩擦因數為μ2。現突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）分析：圓盤的運動可以分為兩個階段：圓盤在桌布的帶動下（受桌布提供的滑動摩擦力的作用）也做加速運動；當圓盤離開桌布后，圓盤已獲得了一定的初速度，在桌面上做勻減速運動，最后剛好停在桌邊不掉離桌面。

此題有兩個物理過程：盤先在桌布上做初速為零的勻加速運動，滑動摩擦力μ1mg為動力，后在桌面上做勻減速運動直至停止，滑動摩擦力μ2mg為阻力。

解此題的關鍵是要能正確地理解、分析兩個臨界狀態，一個是桌布何時與圓盤分離，另一個是盤恰好不掉離桌面的臨界條件。下面介紹幾種典型解法。

解法一（動力學原理求解）：設圓盤剛離開桌布時的速度大小為v，離開桌布后在桌面上再運動距離s2時停止，有：v2=2a1s1，v2=2a2s2，盤沒有從桌面上掉下的條件是s2≤（1/2）—s1，由以上各式解解法二（動量定理求解）：以圓盤為研究對象，對加速過程分析，圓盤受摩擦力沖量而獲得動量，由動量定理得：mv—0=μ1mgt1，設圓盤離開桌布后在桌面上做勻減速運動的時間為t2 ，有：s2=vt2—從全過程看，使圓盤沒有從桌面掉落是由于圓盤受到桌布對它的沖量等于桌面對它相反方向的沖量，即μ1mgt1=μ2mgt2，聯立解得：a≥[（μ1+2μ2）/μ2]μ1g。

解法三（功能關系或動能定理求解）：由功能關系或動能定理可知，圓盤之所以沒有從桌面掉落，是由于桌布對圓盤所做的（正）功W1等于桌面對圓盤所做的（負）功W2，即W1=W2，又W1=f1s1，W2=解法四（v—t圖像法求解）：由題意作v—t圖如圖2所示，根圖像知，OA直線表示桌布在從圓盤下抽出前的速度隨時間t的變化關系，OB直線表示圓盤加速的情形，BD直線則表示圓盤減速時的情形，v曲線與t軸之間的面積大小在數值上等于相應時間內的物體的位移大小，故有：

解得

這是一道源自生活實際的問題，解決該類問題需要學生有一定的知識遷移能力和創新意識，能將實際問題轉化成物理模型。通過以上一個步驟多解，一題多解，在解法上各有特點，這對于我們平時物理教學引發很多思考。

思考一：注重基礎知識的教與學。物理基礎知識中最重要最基本的內容是物理概念和物理規律。教好物理概念和物理規律，并使學生的認識能力在形成概念、掌握規律的過程中得到充分發展，是物理教學的重要任務。讓學生掌握基本的解題原理、思路。

思考二：要注重方法的運用。在高中物理課程中，側重對知識的歸納，總結，方法的運用。高中物理在研究復雜的物理現象時，為了使問題簡單化，經常只考慮其主要因素，而忽略次要因素，建立物理現象的模型，使物理概念抽象化。究竟采用何種方法求解，應該根據每個學生對不同的物理規律掌握的熟悉程度而定；教學中，要注意精心啟發和引導，重點放在教給學生分析和解決問題的思路和方法上。

思考三：在平時教學與訓練中，教師選擇例題要有明確的目的性，要具有典型性和針對性。題目的內容應能充分反映物理概念、規律的本質和關鍵，反映分析和處理物理問題的一般方法，并能針對學生在解答時容易產生的錯誤和問題。另一方面，要多角度分析、解決問題，拓寬解題思路。通過一題多解，一題多變，可以促使學生開闊視野，開發智力，培養能力，達到學以致用的目的，也能讓學生在復雜的題目、問題面前廣開思路，啟迪思維，迎刃而解。

毛澤東同志曾經指出：“我們不但要提出任務，而且要解決完成任務的方法問題。我們的任務是過河，但是沒有橋或沒有船就不能過。不解決橋或船的問題，過河就是一句空話。不解決方法問題，任務也只是瞎說一頓。”所以在物理教學中，我們不僅要授人以魚，更要授人以漁 。