李仲偉
摘要: 思維能力的培養(yǎng)離不開解題,解題是學好物理的重要環(huán)節(jié),通過解題能掌握基本概念、基本規(guī)律、基本技能和方法。設置合適的、有難度梯度的練習題可讓學生更容易地掌握物理方法和規(guī)律。
關鍵詞: 高中物理教學高考題妙解思維能力培養(yǎng)
2011年新課程全國卷24題:甲乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運動,加速度方向一直不變。在第一段時間間隔內(nèi),兩輛汽車的加速度大小不變,汽車乙的加速度是甲的兩倍;在接下來的相同時間間隔內(nèi),汽車甲的加速度增加為原來的兩倍,汽車乙的加速度減小為原來的一半。求甲乙兩車各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總路程之比。
此題通過聯(lián)系實際情境考查考生的綜合分析能力,為運動學傳統(tǒng)情境,但物理量的給予與設置卻是煞費苦心,沒有一個數(shù)據(jù),這才是對學生的閱讀理解能力,獲取有用信息,建立模型能力的真正考驗。正確建立物理模型之后,就涉及解題思維方法的選擇了。
一、解析法
設汽車甲在第一段時間間隔末(時間t)的速度為v,第一段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s,加速度為a,在第二段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s。由運動學公式得
v=at ①s=at②s=vt+(2a)t③
設乙車在時間t的速度為v′,在第一、二段時間間隔內(nèi)行駛的路程分別為s′、s′。同樣有
v′=(2a)t ④ s′=(2a)t ⑤ s′=v′t+at ⑥
設甲、乙兩車行駛的總路程分別為s、s′,則有
s=s+s⑦s′=s′+s′⑧
聯(lián)立以上各式解得,甲、乙兩車各自行駛的總路程之比為
=⑨
二、圖像法
設時間間隔為t,則由題意可畫出在2t內(nèi)甲乙兩車的v-t圖像如圖。則甲乙在2t內(nèi)的路程則為甲乙的速度圖線與時間軸圍成的面積。不難看出圖中每個小三角形面積都等于vt/2,甲在這段時間內(nèi)的“面積”是7個小三角形面積,乙在這段時間內(nèi)的“面積”是5個小三角形面積,故=
三、兩種方法的比較
解析法:所設的物理量較多,在設物理量時必須對甲乙的運動過程有明確的理解,然后用8個文字表達式推導出結(jié)果。書寫量大,運算量也不小。
圖像法:作出甲乙的速度圖線后,再作如圖所示的輔助線,通過簡單的幾何證明,直接可以把答案數(shù)出來,直觀、形象,簡潔省時。
此題的圖像法在平時教學中經(jīng)常碰見,如:
a.推導初速為零的勻變速直線運動幾個推論:
1t、2t、3t、4t、…內(nèi)位移之比1∶4∶9∶16∶…
連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7∶…
圖中0—t,0—2t,0—3t,0—4t內(nèi)位移之比和0—t,t—2t,2t—3t,3t—4t內(nèi)位移之比都可以通過各自區(qū)域內(nèi)的小三角形個數(shù)做比得到。
b.推導勻變速直線運動在任意連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差ΔS=at
陰影部分面積為ΔS=at
四、思考
在考試中,誰掌握了簡潔正確的思維方法,誰就能贏得更多的時間和更好的成績。那么在平時的教學、學習當中,有意識地培養(yǎng)學生的思維能力和方法技巧就顯得尤為重要。結(jié)合自己的教學實踐,我總結(jié)出以下幾條經(jīng)驗。
1.知識的獲得過程很重要。
新課標教材要求重視物理規(guī)律獲得過程的教學,盡可能讓學去用多種方法推導物理公式、規(guī)律。通過物理概念和規(guī)律的學習過程,了解物理學的研究方法,認識物理實驗、物理模型和數(shù)學工具在物理學發(fā)展過程中的作用。
2.千方百計做實驗。
根據(jù)馬克思主義認識論,人的思維(即理性認識)是建立在感性認識的基礎上的,抽象思維是如此,形象思維也是如此。具有思維生動性的形象的東西,并不是主體的頭腦中憑空臆造出來的,它根源于現(xiàn)實中的東西。離開了感性認識,形象思維便成為無源之水,無本之木。因此,應當重視向?qū)W生呈現(xiàn)豐富的感性材料,要重視實驗,充分運用電化教具和圖表、模型等直觀手段,要善于用形象說話,用生動的比喻和類比使抽象的概念形象化。
3.數(shù)形結(jié)合好處多。
在物理解題過程中,要提倡數(shù)與形的協(xié)同運用,善于將文字信息轉(zhuǎn)化為圖形信息,將物理變化規(guī)律用圖像來表達,揭示數(shù)與形的對應關系,運用圖像這一直觀工具求解抽象的物理問題。圖像視覺刺激有助于對物理知識的理解和記憶,準確把握物理量之間的定性和定量關系,深刻理解問題的物理意義。應用圖像可以直接求出或讀出某些待求物理量,還可以用來探究某些物理規(guī)律,測定某些物理量,分析或解決某些復雜的物理過程。
4.講少多練,精講精煉是關鍵。
思維能力的培養(yǎng)離不開解題,解題是學好物理的重要環(huán)節(jié),通過解題可掌握基本概念、基本規(guī)律、基本技能和方法。應設置合適的、有難度梯度的練習題讓學生更容易地掌握物理方法和規(guī)律。教學中要講清主干內(nèi)容,重視分析思路的引導,語言精練準確,累計授課時間不超過15分鐘。教師要充分相信學生的學習能力,不要總是包辦代替,為了防止學生出錯而“強調(diào)”不停。
正如古人所說:授人以魚,只供一飯之需;授人以漁,則終生受用無窮。