俞汝旺
【摘要】在物理問(wèn)題中,整體法的運(yùn)用可從整個(gè)過(guò)程或系統(tǒng)介入,可以將其視為綜合的思維,具有運(yùn)用價(jià)值高、理論性強(qiáng)、綜合程度大、層次深等特點(diǎn).初中物理教師在教學(xué)環(huán)節(jié),向?qū)W生提供整體法,同時(shí)告知學(xué)生整體法在具體問(wèn)題分析與處理中的運(yùn)用方式,便于學(xué)生形成較強(qiáng)的思維,能夠快速給出問(wèn)題的分析框架,將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,最終良好的處理問(wèn)題.本文以初中物理解題課作為立足點(diǎn),給出整體法在教學(xué)中的具體運(yùn)用策略.
【關(guān)鍵詞】初中物理;解題教學(xué);整體法
初中物理的較多習(xí)題,對(duì)于學(xué)生而言有較大的難度,不少學(xué)生拿到問(wèn)題便出現(xiàn)畏難情緒,不會(huì)進(jìn)行深度探究.對(duì)于初中物理出現(xiàn)的不少問(wèn)題,如果不能找到有效的方法進(jìn)行處理,將會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的處理停滯不前,學(xué)生遇到類似的問(wèn)題可能會(huì)直接放棄.為防止該情況出現(xiàn),教師需要向?qū)W生傳授解題方法,同時(shí)說(shuō)明方法應(yīng)用條件與使用方式.整體法是一種重要的思想,對(duì)于學(xué)生處理初中遇到的很多問(wèn)題,均能運(yùn)用整體法進(jìn)行處理.因此,初中物理教師需要向?qū)W生傳授整體法,同時(shí)說(shuō)明整體法在運(yùn)用中的具體方法,讓學(xué)生可以運(yùn)用該方法處理遇到的難題.
1 將研究對(duì)象作為整體分析
初中物理的不少習(xí)題對(duì)學(xué)生解題思維有較高的要求,初中生欠缺該方面的思維,不能建立問(wèn)題模型,難以找到解決問(wèn)題的方式[1].整體解題可以理解為一種方法,也可以將其視為一種解題思想,將相互關(guān)聯(lián)的對(duì)象視為一個(gè)整體,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究.初中物理力學(xué)部分,不同物體間作用的力較多,如果對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的研究,難以理清頭緒,此時(shí)整體法便顯得異常重要[2].在整體法的運(yùn)用中,對(duì)于研究對(duì)象可將其視為整體,對(duì)題目進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,最終給出解題方法.
例1 對(duì)于放在水平桌面的直尺(密度均勻),將其放在桌角.直尺從桌面伸出的部分是全直尺長(zhǎng)度的三分之一,當(dāng)5N的重物P掛在B端時(shí),尺子的A端慢慢翹起,如圖1所示,問(wèn)尺子承受的重力?
解析 題目給出的條件很細(xì)致,但是在解題時(shí)發(fā)現(xiàn)找不到著力點(diǎn).對(duì)于該道問(wèn)題,將研究對(duì)象直尺作為整體,梳理其所受的力.在圖(1)狀態(tài)時(shí),P的重力GP與輸出的動(dòng)力一致,尺子重力G等同于輸出的阻力.結(jié)合圖(2)繼續(xù)分析,將直尺比作杠桿,基于杠桿定理,G=OGOC×GP,根據(jù)直尺在圖(1)和圖(2)兩種情況,動(dòng)力臂OB等于三分之一的AB,阻力臂OC等于二分之一的AB減去三分之一的AB,將其帶入到公式G=OGOC×GP,尺子承受的重力為10N.
2 將研究過(guò)程作為整體分析
從對(duì)局部方法解題,研究題目中的條件,由于學(xué)生處理問(wèn)題時(shí)工作量較大,將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生得不到正確的答案[3].因此,建議學(xué)生以整體方法進(jìn)行處理.對(duì)研究過(guò)程進(jìn)行整體分析,學(xué)生采用物理分析的方式,對(duì)掌握的信息進(jìn)行研究,找到已知條件的關(guān)系,建立問(wèn)題模型,運(yùn)用已知條件給出問(wèn)題的解決方案.在物理研究中,將研究過(guò)程視為整體,簡(jiǎn)化很多細(xì)節(jié)性的內(nèi)容,給出清晰的流程,最終解答問(wèn)題[4].
例2 在水平桌面上擺放兩個(gè)容器,其中圓柱形容器命名為甲,還有底大口小的容器乙(如圖2所示).對(duì)于兩個(gè)容器,分別倒入不同的液體,液面的高度并不相同.當(dāng)下將兩個(gè)容器內(nèi)液體對(duì)容器底部的壓力分別以F1、F2進(jìn)行表示,問(wèn)F1、F2的關(guān)系.
解析 由于題目中給出的已知條件有限,憑借當(dāng)下掌握的條件,不足作出對(duì)F1、F2壓力大小的比較.所以在問(wèn)題處理中,需要將局部作為分析對(duì)象.然而,僅是立足局部進(jìn)行分析,無(wú)疑會(huì)受到部分因素的限制,比如兩個(gè)容器體積、倒入液體密度等,這些因素的存在,均會(huì)影響到對(duì)問(wèn)題的分析,容易對(duì)學(xué)生形成誤導(dǎo),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行局部分析與解讀.因此,對(duì)于該問(wèn)題需要從全局出發(fā)梳理信息,同時(shí)將全局視為局部,在此基礎(chǔ)上分析問(wèn)題.先建立一個(gè)整體小球(一個(gè)適合所有場(chǎng)合的小球),隨后再發(fā)展到局部.設(shè)定的小球不計(jì)密度、形狀、體積等變因,其力自然與重力相等.根據(jù)阿基米德原理,所以F1=F2.
3 同時(shí)將研究對(duì)象與過(guò)程作為整體進(jìn)行分析
部分初中物理問(wèn)題有諸多條件,不便于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行整體分析,也難以對(duì)研究過(guò)程進(jìn)行整體分析.對(duì)于此種情況,可將研究對(duì)象與研究過(guò)程視為一個(gè)整體并對(duì)其進(jìn)行分析.在此類問(wèn)題的研究中,需要做好全局把控,建立相對(duì)簡(jiǎn)化的問(wèn)題分析模型,給出問(wèn)題的處理過(guò)程,得到正確的答案.
例3 如圖3所示,在容器中放有長(zhǎng)方體木塊(M),在該木塊的上方還有一個(gè)鐵塊(m),木塊出水面、高度為h1、用細(xì)繩將該鐵塊系在木塊的下面,將細(xì)繩剪斷(圖a),三種情況的圖依次為a、b、c,前兩種情況木塊出水面的高度依次為h1、h2,問(wèn)第三種情況木塊出水面高度h3是多少?
解析 該問(wèn)題涉及的對(duì)象多,研究過(guò)程異常復(fù)雜,此時(shí)可以將研究對(duì)象與研究過(guò)程視為一個(gè)整體,將長(zhǎng)方體木塊(M)、鐵塊(m)和a到b的過(guò)程視為一個(gè)整體,此時(shí)總力等于M與m的重力,在總重力沒(méi)有變化的情況下,總體力也不會(huì)出現(xiàn)變化.圖b這種情況,重力發(fā)生變化,增加了m的力,h2>h1,根據(jù)題干已知條件進(jìn)行推導(dǎo),得到公式(1):SM(h2-h(huán)1)=mρ鐵.在b到c的過(guò)程中,依然將M和m視為一個(gè)整體,得到公式(2):SM(h3-h(huán)2)=mg-ρ水gmρ鐵.h3值的求解,聯(lián)立在(1)與(2)得到具體值,為h1+ρ鐵h2-h(huán)1ρ水.
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,整體法在物理習(xí)題的處理中,是較為實(shí)用的方法,可以將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化處理,便于學(xué)生建立框架清晰的問(wèn)題模型,能夠快速抓住問(wèn)題的關(guān)鍵,將研究對(duì)象作為整體分析,將研究過(guò)程作為整體,或者將同時(shí)將研究對(duì)象與研究過(guò)程作為整體進(jìn)行分析,最終解決問(wèn)題.教師向?qū)W生傳授整體法,不僅會(huì)向?qū)W生說(shuō)明其使用流程與核心思想,還會(huì)運(yùn)用習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,掌握習(xí)題的處理方式,可以在遇到問(wèn)題后,靈活的運(yùn)用整體法,建立問(wèn)題的處理模型,給出有效的處理方法,在問(wèn)題處理中發(fā)揮巨大作用.
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