黃富發
摘要:高中物理教學的一個重要環節,就是幫助學生準確、快速地解題。在常規教學中,學生因為思路和方法的問題,往往影響到解題的質量,所以在教學中,教師應注意培養學生的解題思路和方法,并有目的地訓練學生解題的準確性,以便提高學生的解題效率以及他們的應試能力。
關鍵詞:高中物理 解題 思路 方法
在高中物理學習中,大部分學生感覺比較吃力,雖然上課時,教師講解的題目聽得懂,所學的基本概念和規律記得住,可是一旦自己接觸到具體問題和題目時,就不知如何下手。如何幫助學生走出這一困境,筆者認為除了深刻理解和掌握基本概念和規律之外,學生還要多做“精題”。雖然現在不提倡“題海戰術”,但不解一定數量的題是肯定不行的,只有通過解題,學生才能進一步加深理解基本概念和規律,學會熟練運用物理規律,找到解題的方法和技巧,還可以進一步完善學生的思維方式,提高他們的思維水平,為終身學習奠定扎實的基礎。
解任何一道物理題目,關鍵是找到突破口。這就要求學生必須從認真“審題”開始,理清物理過程,建立物理情境,明確已知什么、要求什么、前提是什么等條件,靈活運用相關物理知識,在實踐中逐步提高自己的解題能力。在審題、解題過程中,學生尤其應注意以下幾個環節:
一、捕捉關鍵語句
物理題是由一些具體的數字或字母、一定文字和示意圖等形式來描述的。有不少學生在讀題時容易注意具體的數字或字母,卻經常忽略用文字敘述的語言和關鍵語句,這就造成了解題的障礙,因為關鍵語句往往能揭示物理過程的本質和核心,是解題的突破口。
例1:一個質量為100g的小球從0.80m高處自由下落到一厚軟墊上,若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點經歷了0.20s,則這段時間內軟墊對小球的沖量為多少?(取 g=10ms-2,不計空氣阻力)
解析:本題研究的是碰撞問題,但是相當一部分學生容易做錯,原因就在于學生沒有正確理解關鍵語句。
本題中的“厚軟墊”意味著小球與厚軟墊的作用時間較長,同時受到軟墊作用力F和重力mg的作用,如圖1所示,它們的合力沖量等于小球的動量的改變量,即(F-mg)t=m△v 。由小球的下落高度可求出小球的著地速度,即可由mv2/2=mgh得出速度v= 2gh =4m·s-1,從而進一步求得軟墊對小球的沖量為Ft=mgt+m△v=0.6N·s。很多學生沒有理解“軟厚墊”的意義,所以錯誤地認為碰撞時間極短,沖擊力比重力大得多,而忽略了小球所受的重力,所以算式中少了mgt這一項,結果錯誤地得出軟墊對小球的沖量為 0.4N·s。
二、挖掘隱含條件
有時,解決物理問題的條件不是明確給出的,而是隱含在文字敘述中,需要經過仔細分析,才能把它們挖掘出來,這常常是解題的突破點。在題設中,隱含條件有時就是一句話或者幾個詞,甚至幾個字。如“剛好自由勻速下滑”說明摩擦力等于重力沿斜面的分力,“小物塊恰好不滑出木板”意味著此時兩物體的速度相同。這些都是隱藏得不深且學生在解題中經常遇到的情況,還有一些隱含條件藏得較深,挖掘起來頗有難度,可一旦找到它,學生就能勢如破竹地解決問題了。
物理題目中隱含條件的形式多種多樣,且有時一道題目中隱含多個條件。下面,筆者以一道條件隱含于常識中的題目為例,要解決這種類型的題目,學生就要根據一些常識,假設適當的條件和數據,以彌補題中明確給出的已知條件的不足。
例2:估算地球大氣的總重量。(最后結果取一位有效數字)
解析:本題待求量與條件之間的聯系十分隱蔽,要解答此題,學生必須展開聯想,結合常識,理出解題思路:大氣層空氣總重量G在數值上等于地球表面受到的總壓力F,而要求出大氣總壓力就得借助于大氣壓強。大氣壓強作為一個常識被隱藏在題目中,需要學生挖掘出來,并且知道它的具體數據。另外,學生還需要知道地球的半徑,以獲得地球表面的總面積S=4πR2,這樣才能列出公式G=F=ρ0S。由常識知道大氣壓強ρ0≈1.0×105ρα,地球半徑R=6.4×103km,把兩者代入上式,便可估算出大氣總重量G約為5×1019N。
三、排除干擾因素
有一些物理題目會故意設置一些沒用的已知條件,或安排一些似是而非的判斷,來干擾學生的思維,使他們陷入解題的歧途中。這些因素的迷惑程度愈大,學生愈容易在解題過程中犯錯誤。因此,學生只有分析物理題目,迅速找出干擾因素,并敢于大膽地摒棄這些因素,才能得出正確答案。
例3:以10m/s的速度行駛的汽車,司機突然發現前方S0=60m處有一輛以4m/s的速度與汽車同方向勻速行駛的自行車,司機立即以0.25m/s2的加速度開始剎車,經40s停下,請問停下之前會不會發生車禍?
解析:這道題目實際上是一道追及相遇的題型,速度大者做減速運動,速度小者做勻速運動。解此類型題目的關鍵是要注意其臨界條件,即當兩者速度相等時,兩者位移的關系。如此題中,如果在汽車剎車減速至4m/s的過程中,如X汽>X自+S0,理論上可以判斷出汽車已經在自行車的前面,也就是說會發生車禍,且早在汽車達到4m/s之前就已經撞上了自行車。反之,如果速度相等時X汽 汽車減速至4m/s時,需要時間 。在此過程中,汽車前進位移 。 自行車前進位移X自=vt=96(m),由此得出X汽-X自=72m>60m。 可見,車禍會發生,且在汽車達到4m/s之前就已經撞上了自行車。 這道題目中的干擾因素就是時間40s,有很多學生會分別計算出40s內汽車位移為200m和自行車的位移為160m,然后比較得出X汽 四、弄清物理圖景 解任何物理題目都應先分析清楚題述的物理過程,在頭腦中建立起清晰的物理圖景,或者用示意圖(如運動過程圖、物體的受力分析圖、狀態變化圖等)把題意和主要問題顯示出來。這樣便可將復雜的文字描述簡化為簡單的圖形,使學生仔細思考問題的各個細節以及細節之間的聯系,幫助學生迅速且正確地找到解決問題的入口。在高中物理中,從位移——時間圖像、受力圖、電路圖到光路圖等,均可用圖來加強各知識之間的聯系。 例4:一物體以初速度v0豎直上拋,運動過程中所受空氣阻力大小恒定不變,求:①上升階段所用時間t1和下降階段所用時間t2的大小關系?②回到拋出點時,速度vt與初速度v0的大小關系? 解析:上升階段物體受到的合力為F1=G+f,方向向下;下降階段物體受到的合力為F2=G-f,方向向下,則上升階段的加速度大于下降階段的加速度,但兩階段的位移相等。如學生用運動學公式來解題,會非常繁雜,但如用速度——時間圖像解,就顯得非常直觀。 因為上升階段的加速度大,所以圖像的“斜率”更大,即直線更陡。由于兩階段的位移相等,則圖像a、圖像b與時間軸所圍面積必定相等。因此,從圖2中可以很直觀地看出t1 當然,這道題目還要求學生搞清楚圖像中的“斜率”和“面積”的含意,注意物理圖像中“斜率”與數學函數圖像中“斜率”的區別。數學的函數圖像中的“斜率” ;而物理圖象中的“斜率”不可據圖線傾角來求,因為兩個軸上的單位長度可以表達不同物理量的數值。 審題是解題的前提,是一個極為重要的關鍵步驟,只有正確地審題,才能找到破題之法,從而順利解決問題。當然,教師不能采用填鴨式的方式把這些審題方法和解題方法教給學生,而應要求學生在平常的解題訓練中學會審題、解題方法和技巧。因為筆者始終認為教師反復講解物理題,不如讓學生自主練習和思考一次,只有學生自主思考了,他們才會主動動手去做題,才能真正把知識化為已有。 以上這些是筆者的幾點教學心得,物理學中還有很多審題和解題方法,值得教師繼續探究,只有教師掌握了,才能更好地引導學生。上述中如果有不完善或不足之處,希望同仁指正和補充。 (作者單位:江西省永豐縣第二中學)