高中物理力学解题策略的一般步骤

夏国伟

摘 要:高中物理中力学知识占有重要地位,力学解题策略贯穿整个高中物理教学。力学解题策略,是指学生解决力学问题时用来调节他们的注意力、学习、回忆和思维的技能。它包括形成解题思路、解题过程中具体思维方法的运用和解题步骤等。这里研究的是解决力学问题的一般步骤。这个步骤对力学问题的解决有普遍的指导意义。

关键词:高中物理 力学 解题策略

力学解题策略,是指学生解决力学问题时用来调节他们的注意力、学习、回忆和思维的技能。它包括形成解题思路、解题过程中具体思维方法的运用和解题步骤等。这里研究的是解决力学问题的一般步骤。这个步骤对力学问题的解决有普遍的指导意义。尽管,并不是每道力学题一定用这些步骤来解,也不是按这些步骤就可以解决所有力学问题,但是如果按这样的步骤思考力学问题,就能快速地正确切入问题,往往较顺利解决,少走弯路。对“一般步骤”的说法目前尚未有权威说法,大致如下:

1.选取研究对象。研究对象或是某一物体,或是某一物体系;有的问题始终是同一研究对象,而有的问题在不同的阶段要选取不同对象。

2.建立物理模型,提高审题能力。实际物理现象都很复杂,为了解决它,常常需要忽略一些次要因素,物理模型就是忽略次要因素的抽象产物。它主要包括两种:一是对象模型,如只考虑物体质量忽略其大小——质点、忽略分子之间相互作用力——理想气体、忽略平面、曲面摩擦力——光滑面、只考虑电量忽略其大小——点电荷等;二是过程模型,如匀加速运动、自由落体、竖直上抛、平抛运动、简谐运动、匀速圆周运动、碰撞、反冲等。

在解答这类题目时,要认真审题,注意分析题目本身隐含的条件:如“一物体在光滑面上运动……”,其中“光滑”的含义为不计摩擦,所以隐含条件为物体所受的摩擦力为零。又如“扔出去的铅球在空中自由飞行”,其中的“自由”的含义为铅球仅受重力作用,所以隐含条件为:铅球只受一个力——重力。

3.借助教材图片,分析“状态、过程”。高中教材中附有大量的实物图片、图像,这些实物和图像在教学过程中不可忽略,它可以起到意想不到的效果。比如力学中,力的图示、质点、匀速直线运动的位移图象,速度图象、振动图象、波形图;电学中,点电荷、电场线、磁场线、交变电流的图象等等。这些图象是通过应用物理的方法从实物、从实验中抽象出来的或是应用数学手段总结出来的。它能够形象的反映物理规律,表达物理知识。比枯燥的文字、公式更容易理解和掌握。力学解题目标一般包括:画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不能遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。

4.选择适当规律,确定解题方案。在对物理状态过程分析的基础上,再去选择适用的物理规律。对于同一物理过程,从不同的角度去考虑,可以遵循不同的物理规律,因此可以有几种不同的解题方案,应通过比较选择最佳的方案。高中力学内容主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,需要对已建立的解题信息加以选择。根据物理过程选择规律。从已知条件选择物理规律。从解题结果检验物理规律选择的合理性。

5.讨论、验证所得结果。对于解出的结果,应进行必要的讨论和验证,看它是否合理,物理意义是否明确,从中可以得到什么启示。

高中物理教学中,许多学生对力学问题依然是“教师一讲就会,自己一做就错”,最主要的原因就是许多学生没有理清解题的思路,无法归纳总结出解题的“一般步骤”,形成解题策略。

培养物理解题能力在不同时期实施重点各有不同,高一引导学生对比归纳力学解题一般步骤;高二将力学解题策略迁移至电磁学;高三反复训练,将解题策略自然化和规范化。我针对不同时期分阶段、分层次提出物理解题能力的具体培养目标。具体做法是,高一学生在学完机械能后,要掌握力学解题策略,不少教师采取题海战术,让学生大量做题,这对学生广泛了解和掌握基本题型,学会解决基础的力学问题,确实能够起到一定的作用。但花费的时间太多,学生容易产生厌倦感,使刚刚培养起来的学习物理知识的兴趣受到严重的影响,进而直接影响到高二、高三的学习。在高二的电磁学部分,学生很容易就用已掌握的知识来解决电磁学等其他部分的相关问题,实现知识和迁移。从而较好地掌握解决物理问题的策略。到了高三,主要是进行反复练习,巩固技能,形成稳定的解题策略。经过不断地探究性学习,学生的解题能力不断提高,学习兴趣,考试成绩也随着提高。

参考文献:

1.何一力.《如何获取物理题中的有效信息——浅谈高中物理解题关键》[J].物理教学.2008,(12):32

2.贾金玲.《高中物理习题教学中批判性思维能力的培养》[J].西藏教育.2001,(3):28

作者单位:四川省苍溪县五龙中学校