秦麗榮

物理作為一門自然科學在高中課程教學中占有重要的地位,在現行的高考制度下,高中物理教師和學生都十分關注物理試題解題的能力的提升,然而高中學生對物理這一學科都感到頭疼,久而久之對高中物理這一科目產生了畏懼的心理,很容易走向放棄的極端;本文中筆者通過典型案例的分析與思考,闡述巧借“思維起點”探尋的具體內容與方式來提升高中物理解題的實際能力,希望能夠給讀者帶來一點借鑒與參考.
1 根據題設中的等量關系探尋思維的起點
高中物理試題中涉及到的物理狀態(tài)變化往往都是比較復雜的過程,在各種狀態(tài)的變化之中總是存在一些不變的物理量,在解題分析中利用自身所學的物理知識、物理規(guī)律與物理方法探尋已知和未知量之間的關系,從而獲取快捷、準確的解題思路,實踐證明,這些思維起點的獲得往往都是伴隨著等量關系的構建而來;在高中物理問題中存在許多這種等量關系作為思維起點的范例,譬如天體運動中萬有引力提供勻速圓周運動的向心力,變壓器問題中的輸入功率與輸出功率相等關系,這些都可能會成為我們解題思維的起點,在具體的問題中,有些等量關系體現得十分明顯,學生很容易就能把握與確定,但是有些題目中的等量關系比較隱蔽,這就需要我們高中物理教師在平時的教學中善于引導學生根據題設有效挖掘隱含信息,利用這一思維的起點,形成解題的方案.
例1 如圖1所示,MO為光滑墻壁,ON為光滑水平地面,MO⊥ON,現有一輕桿AB斜放置在MON處且初始被鎖定,當解除鎖定后桿開始運動,在桿A端下滑速度為vA時,B端在水平面上滑行的速度為多大?
解析 根據題意將A、B兩點的速度進行合理的分解,如圖2所示,由幾何關系可得
vA∥=vAsinθ,vB∥=vBcosθ,
令vA∥=vB∥,即vAsinθ=vBcosθ,即vB=vAtanθ.
點評 本題中的輕質桿不發(fā)生形變,運動過程中沿著桿方向上的速度相等,這一隱含條件的挖掘是本題解題的關鍵之處,也是學生處理該問題的思維起點,在這一信息的啟發(fā)下后面的思維活動就順理成章了.
2 緊抓物理問題中的臨界點探尋思維的起點
高中物理試題中經常遇到動態(tài)變化的問題,物理變化的過程中存在一些物理量的變化情況,由一種物理狀態(tài)向另一種物理狀態(tài)變化的過程中存在過渡的、突變的轉折點,此時的狀態(tài)為臨界狀態(tài),對應的特征值為臨界值,這往往是解題的突破口,是我們分析問題、解決問題的思維起點,為成功解題提供有效的思維途徑.
例2 絕緣粗糙的長直細桿水平放置,在細桿上套著質量為m,電量為+q的細圓環(huán),如圖3所示,整個空間充滿著磁感應強度為B的勻強磁場中,當給細圓環(huán)一個水平向右的初速度v0,試求:帶電細圓環(huán)在運動的過程中所受摩擦力做的功為多少?
解析 帶正電細圓環(huán)在向右運動過程中受到豎直向上的洛倫茲力作用即F洛=qvB,當F洛=mg時,環(huán)與細桿沒有彈力,不存在摩擦力作用;此時環(huán)向右運動的速度為臨界速度,即vS=mgqB;則:
(1)當v0 Wf=W合=0-12mv20=-12mv20; (2)當v0=vs時,F洛=mg,帶電環(huán)與桿之間沒有摩擦力,環(huán)做勻速直線運動,Wf=0; (3)當v0>vs時,F洛>mg,運動起初細桿對環(huán)的作用力向下,環(huán)的速度不斷減少,當環(huán)的速度減少至vs時,環(huán)變成勻速直線運動,摩擦力做功: Wf=W合=12mv2s-12mv20 =12m(mgqB)2-12mv20. 點評 本題是帶電體在磁場中運動問題的求解,解題的關鍵是正確找到臨界速度這一物理量,根據臨界速度值進行分類的討論,臨界速度是我們思考問題的思維起點,為形成正確的解題方案作鋪墊. 總而言之,為了擺脫物理教師埋怨高中物理難教、學生抱怨物理難學的尷尬境地,提升學生物理解題能力是擺在我們面前的客觀事實;俗話說的好:“好的開始是成功的一半”,這正說明思考問題的思維起點是成功解題的重要因素之一,作為一線的高中物理教師在平時的教學中,注重引導學生善于探尋有效的問題思維起點,逐步形成高效解題的思路與策略.