突破高中物理教學重難點之“上當”題解法

摘?要：高中物理是一門相對較難的學科，主要原因是高中物理概念（如公式、定理與定律）繁多，涉及面廣，知識結構復雜，學習方法眾多，本文運用“上當”題解法而引出正確解題過程的實例，對概念的理解也有獨到之處。

關鍵詞：高中物理;教學方法;物理概念與規律;易錯題

一、 應用“上當”解題法而引出的正確解題過程的實例

【例1】?一長為L的細繩固定在O點，O點離地面大于L，另一端系一質量為m的小球，開始時線與水平方向夾角為30°（見圖1），當小球由靜止釋放后，求小球運動到最低點時對繩的拉力是多大？

上當解法：在解析過程中有意將學生引入看似正確的方向，強調機械能守恒，而求出答案，因為AO與水平線的夾角為30度，故AO等于L2（圖2），當小球由A點運動到最低點C過程，符合機械能守恒條件，有：

我把這種解法稱為“上當解法”，然后提出一些問題“在B點的瞬間”與平常的平順滑落有什么區別等，從而得出正確解析。

正確解法：根據機械能守恒定律：

當小球剛到B點時，細繩被拉直并立即對小球施力，也變其運動方向，速度由vB變為vB1，由速度的分析可知：

小球從B到C運動過程，由機械能守恒定律：

小球在C點處由重力和繩的張力提供向心力：

為什么會有這種所謂的上當解法呢？原因是上當解法套用了圓周運動公式，沒有分析小球在A點靜止釋放后的運動情況。實際上從A點到B點運動過程是作豎直自由下落，然后再作圓周運動。

【例2】?如圖4所示，長為L的絕緣細線，一端懸于O點，另一端連接一質量為m的帶負電小球，置于水平向右的勻強電場中，在O點正下方釘一個釘子O′，已知小球受到的電場力是重力的13，現將細線向右水平拉直后從靜止釋放，細線碰到釘子后要使小球剛好繞釘子O′在豎直平面內做圓周運動，求OO′長度。

上當解法：擺球從A落下經B到C的過程中受到重力G，繩子的拉力T和電場力F電三個力的作用，并且重力和電場力做功，拉力不做功，由動能定理

擺球到達最低點時，擺線碰到釘子O′后，若要小球剛好繞釘子O′在豎直平面內做圓周運動，如圖5。則在最高點D應滿足：

從C到D的過程中，只有重力做功（負功），由機械能守恒定律得：

正確解答

本題是一個擺在重力場和電場的疊加場中的運動問題，由于重力場和電場力做功都與路徑無關，因此可以把兩個場疊加起來看成一個等效力場來處理，如圖6所示，

開始時，擺球在合力F的作用下沿力的方向做勻加速直線運動，從A點運動到B點，由圖6可知，△AOB為等邊三角形，則擺球從A到B，在等效力場中，由能量守恒定律得：

在B點處，由于在極短的時間內細線被拉緊，擺球受到細線拉力的沖量作用，法向分量v2變為零，切向分量：

接著擺球以v1為初速度沿圓弧BC做變速圓周運動，碰到釘子O′后，在豎直平面內做圓周運動，在等效力場中，過點O′做合力F的平行線與圓的交點為Q，即為擺球繞O′點做圓周運動的“最高點”，在Q點應滿足：

過O點做OP⊥AB取OP為等勢面，在等效力場中，根據能量守恒定律得：

聯立解方程組得：

通過以上例子可總結一種有效的突破重、難點的方法，故意使學生“走向歧路”，然后在分析過程中找出似是而非的一些關鍵問題，培養認真思考，注意細節，注重分析的能力，上述二例中，通過上當解，能夠很好地把運動情況判斷條件，動能定理，機械能守恒，能量守恒，非勻速圓周運動，場力做功與路徑無關，等效的方法，以及解題的一般思路在學生腦海中留下更為深刻的印象。

二、 “上當解法”的好處

學生在聽課過程中自以為聽懂而沾沾自喜，如果在此時稍加點醒，讓他們注意一些細節，他們可能恍然大悟，經過這樣的“一錯一對”，學生對自己的錯誤一目了然，清醒地認識到自己是“沒聽懂”，對正確解法，印象深刻，今后如果再遇到類似問題必會多加思考，對一些細節必然更認真分析，而不是一味使用熟知常用的解題方法，突破較難的題目也就變得更加輕松。

在上面第二道例題中，考生以前做過不少“在重力場中釋放擺球。擺球沿圓弧線運動的習題”。受到這道題思維定式的影響，沒能分析出本題的擺球是在重力場和電場疊加場中運動。小球同時受到重力和電場力的作用，這兩個力對擺球運動軌跡都有影響。受“最高點”就是幾何上的最高點的思維定式的影響，沒能分析清楚物理意義上的“最高點”含義。

三、 如何使用上當題解法

在幾年的教學過程中，我感覺“上當題解法”有時的確很好，比如在突破一些重難點上，但并不是說所有的題目都要用一些嚴密的概念性強的題目，我覺得不太適用，如果一味地使用可能會使學生混淆概念，把一些正常的正確理解搞亂了，其結果適得其反。同樣地對于怎么程度的學生才能適用呢？也有一個基本的要求，一般地說，這種方法對基礎中等平時學習不仔細的學生好用，假如學生層次較弱，他們區別不出“上當”和“不上當”的不同，一味聽講，而層次很高學生根本就“不上當”，這就失去了講析錯題的意義，對老師而言也要提高備課層次，然后輔以怎么的題讓學生有上當的感覺。我覺得先完成一些傳統的，經典的，物理過程明了的題，讓學生產生一種定勢思維后再打破這種定勢，獲得的效果會好一些。

參考文獻：

[1]許國梁，束炳如.中學物理教學法[M].北京：高等教育出版社.

[2]葛新元.實用高中物理學習方法[M].北京：開明出版社.

作者簡介：

廖求金，福建省三明市，福建省三明市將樂縣第一中學。