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如何在物理教学中培养学生的审题能力

2010-01-26张立

物理通报 2010年1期
关键词:两球冲量动量

张立

(大连信息高级中学 辽宁 大连 116021)

新课程强调“将学习重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神.”而对所学知识加深、巩固最有效的训练措施是让学生解答物理问题,让学生在解答物理问题的过程中,体验到科学探究的过程与乐趣;这个过程也是培养学生科学探究能力和创新精神的重要途径.而审题是解答物理问题最关键的一环,审题能力的高低直接关系到解答物理问题的成败.因此,在物理教学中必须重视培养学生的审题能力.

1 解题的关键是认真审题

一般来说,学生也知道审题的重要性,但在实际解答物理问题时,往往舍不得在这方面下功夫;通常连题意尚未弄清、对题目信息感知不足的情况下,就盲目解题,其结果往往是解题受阻或导致错解.因此,要提高学生分析解决物理问题的能力,必须从培养学生的审题能力着手,引导学生认真、准确地审题,使之养成良好的习惯.

【例1】一质量为100 g的小球从0.8 m高处自由下落到一厚软垫上,若小球从接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20 s,则这段时间内软垫对小球的冲量为______.(g=10 m/s2,不计空气阻力)

将此题作为堂上练习,发现学生错解如下.

解:设小球触垫前速度是v0,由v02=2gh得

v0=4.0 m/s

对小球由动量定理得

Ft=0-mv0=-0.4 N·s

发现这种情况后,教师要有针对性提问:在0.20 s内软垫对小球的冲量与小球受到的冲量有何区别?

学生答:前者是软垫给小球以弹力的冲量,后者是小球受到合外力的冲量.

此时学生就会明白上解所求的是小球受到合外力的冲量.

师问:产生上述错解的原因什么?

生答:审题时误将软垫对小球的冲量视为“小球”受到的冲量.

此时教师应强调养成良好的审题习惯的重要性;还可以让学生自己举一个类似的例子,以提高自己的能力.

2 掌握科学的审题方法

有了良好的审题习惯,还必须掌握科学的审题方法.怎样审题才是科学合理呢?概括来讲,是通过对题目的文字、图表、图象认真阅读,并经过周密的联想和推理分析,对题目所叙述的物理过程,建立起一幅比较清晰的物理情景,构成解题的思维框架,直至找到正确的解题途径.

2.1 认真审题、记录信息

认真审题、记录信息,指的是要认真、深刻、准确地阅读题目,明确研究对象,弄清题目的已知条件和题目所求,并记录相关各物理量.

【例2】在光滑的水平面上有两个半径都是r的小球A和B,质量分别是m和2m,当球心间的距离大于l(l比2r大得多)时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于l时,两球间存在相互作用的恒定斥力F.设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动,如图1所示.欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?

图1

通过读题可知:

(1)研究对象——A、B两个小球.

(2)已知条件——A、B两个小球的质量分别为m、2m.球半径均为r,A的初速为v0.两球心距离等于或小于l时,有相互恒定斥力F.

(3)隐含条件——A、B两个小球从有斥力开始至将要接触这一过程要经历一段时间,F对A、B将产生空间累积效应.

(4)题目所求——v0的大小如何,才能使两球不相接触?

2.2 推理分析,形成物理情景

形成物理情景,是要求弄清研究对象所发生状态变化的物理过程,明确研究对象与外界的联系,并对物理状态、物理过程进行抽象思维;然后,在大脑中形成关于物理状态、物理过程的类比和模型化的形象.

此题物理情景可分两部分:

(1)当A球运动到距B球l时,因受阻力F的作用,作匀减速运动,F对A球做负功.B球在动力F的作用下做初速为零的匀加速直线运动,F对B球做正功.

(2)因A、B两球相互作用过程中不受外力作用,则在作用过程中总动量保持不变;两球间的距离逐渐减小,当v1=v2时如果两球不接触,以后便不可能接触了.

此时,学生应在大脑中产生如下动画情景(可由多媒体电脑做出动画):球A向B球运动,在A和B靠近的过程中A匀减速,而B匀加速离开.二球逐渐靠近,可能接触,也不可能不接触.只有当二球速度相等时,二球距离最近,此时不接触,以后便不可能再有接触的机会.

2.3 对物理过程“深加工”寻找解题途径

“深加工”是针对研究对象所经历的有关过程,运用有关定律、定理列方程,且对其分析、归纳,找出解题的途径.(一般上述2、3两步是同时进行,而不是截然分开).

对例2,根据上述物理过程可列出如下方程

A、B球在水平方向动量守恒

mv0=mv1+2mv2

由动能定理,对A球

对B球

要使两球不相碰,应有

v1=v2l+s2-s1≥2r

经归纳判断,以上各式满足求解要求(计算及结果从略).

在教学中坚持上述方法培养学生的审题能力,以达到使学生掌握科学的审题方法之目的.

3 在课堂教学中培养审题能力

培养良好的审题习惯,掌握科学的审题方法,提高学生的审题能力,是一项系统工作,需要在教学中全方位地进行能力培养,将能力培养置于教学的各个环节之中.

3.1 在物理知识教学中培养审题能力

学生的理解能力、推理能力、分析综合能力的高低,直接影响其审题能力.而这些能力的培养必须在长期的知识教学中去落实.只有置能力培养于教学之中,才能不断提高学生的审题能力.例如,在动量守恒定律的教学中,当完成定律的导出之后应引导学生去进一步分析:定律中的“相互作用的物体”是指参加相互作用的研究对象.“如果不受外力作用,它们的总动量保持不变”,表明被研究的系统必须在不受外力的条件下,才有作用前的动量和等于作用后的动量和.这是定律的字面含意.教学中还应进行下述分析:

(1)矢量性.因为动量是矢量,应用动量守恒定律列方程时要注意各动量的方向

(2)相对性.该定律由动量定理和牛顿第三定律导出,定律表达式中的速度应相对同一惯性参照系(一般以地面为参照系).

(3)同时性.动量守恒定律虽不过问中间细节,但作用前各动量必须是作用过程中某个相同时刻的动量;而作用后各动量必须是作用过程中另一相同时刻的动量.如此进行深入分析,便会在知识教学中,潜移默化地培养学生的审题能力.

3.2 在习题课教学中培养审题能力

习题课教学是培养学生审题能力的理想训练“基地”,是教师带学生去“下水游泳”的极好机会.习题课教学单靠教师精辟讲述不行,教师应尽量创设情景,引导学生用所学知识去分析解决问题.同时还应对学生出现偏差、错误给予点拨指正致使学生不仅会分析解决问题,而且让他们掌握分析解决问题的方法;这正是物理教学之根本.

综上所述,我们只有在教学的各个环节中注意培养学生的审题能力,才能让学生在成功解答物理问题的过程中,体验到科学探究的过程与乐趣,就能达到新课程所强调的“从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神.”

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