心中有物理规律 脑中就有解题思路

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  高中物理力学部分历来是学生感到难学的知识体系。尽管人教版的新教材把《动量守恒定律》这一部分放在自主选修内容部分,使力学部分的教学难度减少很多,但是整个力学部分的学习仍然关系到高中物理学习的成败,仍是一个令物理老师头疼的地方。从课改省份的高考试题来看,高考命题组还是热衷于出力学部分的知识点来考查学生的解题能力,不少老师也常发感叹:力学试题讲了不少,可学生的分析问题的能力却没啥长进,碰到“新面孔”依然束手无策。笔者通过实践研究总结出了一套行之有效的方法,以飨读者。
  一、总结解决力学综台题的规律与基本思路
  1.解决力学问题概括说有五大规律:
  (1)牛顿第二定律:F合=ma
  (2)两大定理:
  ①动量定理:I合=mv2-mv1;
  ②动能定理:W总=m(v22-v12)/2
  2.基本思路
  (1)若考查有关物理量的瞬时的关系时,优先考虑牛顿第二定律。
  (2)若研究对象为单一物体时,优先考虑两大定理,其中涉及时间问题时优先考虑动量定理,涉及位移问题时优先考虑动能定理。
  二、精心设置问题,启发分析题意,突破思维障碍
  在教学过程中,我们常会遇到:当新内容新课题提出后,学生感到陌生,一下子找不到思路,不知从何下手。此时,若老师以自己包分析、包解答来完成教学任务,在学生还没弄清题意前题已被评讲完毕。久而久之,便会形成一旦碰到稍有难度的问题就放弃探求的情况。即使有些老师采用自己分析、学生解答的方法亦不能真正消除学生心中的思维障碍。因此,教师要给予启发提出一些辅垫性问题帮助学生思考,循序渐进,在新旧知识之间架起一座桥梁,引导学生自己走,从而使学生突破解综合题的思维难点。
  [例1]在光滑平直轨道—上有两个玩具小车A与B、它们的质量分别为mA=3kg,mB=6kg.它们之间有一根轻绳相连,开始时绳子完全松驰,两车紧靠在一起,如图1用3N的水平恒力拉B车,使B先启动,绳绷紧后再拖A前进,在B车前进0.75m时两车共同前进的速度v=2/3m/s。求连接两车的绳长L。
  设置问题如下:
  (1)从恒力F开始拉B车到两车以
  v=2/3m/s共同前进共包含了几个物理过程?
  学生讨论热烈,但不少学生易忽视绳子绷紧这一中间隐含过程。
  教师小结:此题包含三个过程。第一个过程从F开始作用到绳绷直前,第二个过程为绳子绷紧过程,第三个过程为A、B共同前进过程。
  (2)第一个过程研究对象选哪个?为什么?此过程涉及的是时间还是位移问题?优先考虑什么规律?
  对这—问题大多数学生经分析能自行解决。
  教师小结:FL=mBvB2/2,vB为绳绷直前B车速度。
  (3)第二个过程研究对象选哪个?为什么?
  学生:此过程为A、B通过绳子发生相互作用,应选A、B系统为研究对象。
  (4)绳子绷紧这一过程时间长还是短?此过程系统是否受外力?系统动量守恒吗?
  学生展开讨论,但此过程学生难以理解。为此题难点所在。故此问需以老师点拨小结为主。
  教师小结:在绳绷紧过秤中,A、B通过绳相互作用且作用过程极短,实为一种完全非弹性碰撞。虽然此过程系统仍受外力F作用,但通常认为相互作用过程先进行,在此期间忽略外力作用。然后再开始在外力作用下的过程。这是对实际情况的高度近似,是把物体所处的条件理想化的方法,是物理学研究问题的方法之—。上述小结应予以高度重视, 它是突破思维难点的关键。
  由动量守恒得:mBvB=(mA+mB)v共
  [例2] 如图2在光滑平面上停一辆平板小车,小车质量 M=10kg,在小车A处放有质量为 m=5kg的小物块。现给物块一个I=30N.s的瞬时冲量,物块便在平板车上滑行,与固定在平板车上的水平弹簧作用后又弹回。最后刚好回到A点与小车保持相对静止。已知物块与小车间动摩擦因数μ=0.1.求:
  (1)弹簧压缩过程中的最大弹性势能EPm
  (2)物块相对车通过的总路程s。
  设置问题如下:
  (1)从物块开始滑行到刚好回到A处相对车静, 包含几个物理过程?
  学生:此题包含二个过程,第一个过能为从物块开始滑行到将弹簧压缩至最短,第二个过程为弹簧处于压缩最短状态到物块刚好回到A处相对车静。
  (2)弹簧压缩最短时有何特点?
  学生讨论,但难以分析出全部隐含条件,此处为该题难点之一。
  教师小结: 弹簧处于最短压缩状态时,弹簧中弹性势能最大。且此时物块与车保持瞬时相对静止。即此刻它们速度相同。如学生基础较弱, 可引导学生从受力分析开始,结合运动学中的追及问题予以启发,突破难点。
  三、小结分析思维方法,进行针对性强化训练
  通过以上分析我们不难发现,解决力学综合题的思维方法可概括为:
  (1)划清题中的物理过程。
  (2)分清研究对象涉及的问题。
  (3)灵活选取规律。
  另外,解答力学综合题时,如有必要可画草图有助审题。
  总之,只要我们在教学中注重授之以鱼不如授之以渔,在学生掌握了分析思维方法后,再针对性地进行适当的强化训练,相信是可以达到满意效果的。
  (作者单位:河南省济源市第一中学)
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