(江蘇省如東縣馬塘中學(xué),江蘇 如東 226401)
從一線課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)、總結(jié)出來的物理思想方法,雖帶“草根味”,也不免“原生態(tài)”,對于培養(yǎng)和提升學(xué)生分析解決物理問題的能力很實用、有實效.也許不登大雅,但同樣放之“題?!币步詼?zhǔn).
矢量的方向性很重要,而“選擇在適當(dāng)方向上考慮問題”,這種思想方法也十分重要.方向?qū)︻^了,問題好解決;沒有方向感,處處會碰壁.
例1(2014年四川卷):有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河.小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為( ).
圖1
例2(2014年新課標(biāo)全國卷):如圖1所示,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi)).與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球的高度( ).
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不變
D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
物理變化過程中,漸變是突變的基礎(chǔ),突變是漸變的結(jié)果,也是前后兩段漸變的分水嶺.分析物理過程,既認(rèn)清各個階段的漸變,又揭示出漸變引起的突變,達(dá)到綱舉目張,這是處理物理問題的重要思想方法.
圖2
A.當(dāng)F<2μmg時,A、B都相對地面靜止
C.當(dāng)F>3μmg時,A相對B滑動
處理物理問題,敏銳地抓準(zhǔn)細(xì)節(jié),往往能一針見血、一氣呵成.抓準(zhǔn)了細(xì)節(jié)就抓住了根本,運用好這種思想方法就能夠舉重若輕;相反,不會抓細(xì)節(jié),不對癥下藥,會導(dǎo)致簡單的問題復(fù)雜化.
例4(2014年重慶卷):以不同的初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時,一個物體所受空氣阻力可忽略,另一個物體所受空氣阻力大小與物體的速率成正比,下列分別用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖像可能正確的是( ).
解析:兩個上拋運動到達(dá)最高點時,都有v=0,a=g,v-t圖像的斜率(關(guān)鍵細(xì)節(jié))一定相同,只有選項D正確.
圖3
例5(2014年安徽卷):如圖3所示,有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內(nèi),MN是通過橢圓中心O點的水平線.已知一小球從M點出發(fā),初速率為v0,沿管道MPN運動,到N點的速率為v1,所需時間為t1;若該小球仍由M點以初速率v0出發(fā),而沿管道MQN運動,到N點的速率為v2,所需時間為t2,則( ).
A.v1=v2,t1>t2B.v1
C.v1=v2,t1 一些物理問題中進(jìn)行的“比較”往往是很困難的,唯有找到了某種“橋梁”,才能實現(xiàn)由此及彼的“比較”.因此,巧妙鋪設(shè)“橋梁”,有時就是構(gòu)建一個“中間狀態(tài)”,也能使“比較”暢通無阻,這樣的思想方法很常用. 圖4 例6(2014年福建卷):如圖4所示,兩根相同的輕質(zhì)彈簧,沿足夠長的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部擋板上,斜面固定不動.質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端.現(xiàn)用外力作用在兩物塊上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后,兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程,兩物塊( ). A.最大速度相同 B.最大加速度相同 C.上升的最大高度不同 D.重力勢能的變化量不同 所謂“擒賊先擒王”,強調(diào)抓住“主要矛盾”去解決問題的思想方法.比如,有一定難度的圖像問題,若能揭示出其中的“斜率”、“截距”或者“面積”的物理意義,就算是擒“賊”先擒到了“王”. 圖5 例7(2014年安徽卷):一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動.取該直線為x軸,起始點O為坐標(biāo)原點,其電勢能EP與位移x的關(guān)系如圖5所示.下列圖像中合理的是( ). 誠然,站得高方能看得遠(yuǎn).分析解決物理問題時怎樣才能“站得高”呢?比如,巧取研究對象和研究過程,或者巧取參考系,或者選擇更為深刻的解題視角,或者巧妙運用“圖”和“式”綜合推理,能夠化繁為簡、化難為易,這就是一種“登高”而“望遠(yuǎn)”的思想方法. 例8(2014年江蘇卷):如圖6所示,生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0,小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,工件與乙之間的動摩擦因數(shù)為μ.乙的寬度足夠大,重力加速度為g. 圖6 (1)若乙的速度為v0,求工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運動方向)滑過的距離s; (2)若乙的速度為2v0,求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動時的速度大小v; (3)保持乙的速度2v0不變,當(dāng)工件在乙上剛停止滑動時,下一只工件恰好傳到乙上,如此反復(fù).若每個工件的質(zhì)量均為m,除工件與傳送帶之間摩擦外,其他能量損耗均不計,求驅(qū)動乙的電動機的平均輸出功率. 解析:這道壓軸題公布的“參考解答”,對學(xué)生而言似乎有些繁復(fù)難懂.筆者認(rèn)為,三問中都應(yīng)該選擇“作勻速運動的乙”為參考系,明確工件的相對初速度的大小和方向,根據(jù)“滑動摩擦力一定與相對速度方向相反”,工件所受合外力F合=f=μmg,其方向與相對初速度的方向相反,所以工件相對乙作勻減速直線運動直至相對靜止. (2)中工件在乙上剛剛停止相對滑動(包括側(cè)向、縱向的滑動)時,所求速度大小就是v=2v0.4 依靠“橋梁”比較
5 擒賊須先擒王
6 站得高看得遠(yuǎn)