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高中物理的解题思路和方法

2014-04-29黄富发

知识窗·教师版 2014年3期
关键词:思路高中物理解题

黄富发

摘要:高中物理教学的一个重要环节,就是帮助学生准确、快速地解题。在常规教学中,学生因为思路和方法的问题,往往影响到解题的质量,所以在教学中,教师应注意培养学生的解题思路和方法,并有目的地训练学生解题的準确性,以便提高学生的解题效率以及他们的应试能力。

关键词:高中物理 解题 思路 方法

在高中物理学习中,大部分学生感觉比较吃力,虽然上课时,教师讲解的题目听得懂,所学的基本概念和规律记得住,可是一旦自己接触到具体问题和题目时,就不知如何下手。如何帮助学生走出这一困境,笔者认为除了深刻理解和掌握基本概念和规律之外,学生还要多做“精题”。虽然现在不提倡“题海战术”,但不解一定数量的题是肯定不行的,只有通过解题,学生才能进一步加深理解基本概念和规律,学会熟练运用物理规律,找到解题的方法和技巧,还可以进一步完善学生的思维方式,提高他们的思维水平,为终身学习奠定扎实的基础。

解任何一道物理题目,关键是找到突破口。这就要求学生必须从认真“审题”开始,理清物理过程,建立物理情境,明确已知什么、要求什么、前提是什么等条件,灵活运用相关物理知识,在实践中逐步提高自己的解题能力。在审题、解题过程中,学生尤其应注意以下几个环节:

一、捕捉关键语句

物理题是由一些具体的数字或字母、一定文字和示意图等形式来描述的。有不少学生在读题时容易注意具体的数字或字母,却经常忽略用文字叙述的语言和关键语句,这就造成了解题的障碍,因为关键语句往往能揭示物理过程的本质和核心,是解题的突破口。

例1:一个质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s,则这段时间内软垫对小球的冲量为多少?(取 g=10ms-2,不计空气阻力)

解析:本题研究的是碰撞问题,但是相当一部分学生容易做错,原因就在于学生没有正确理解关键语句。

本题中的“厚软垫”意味着小球与厚软垫的作用时间较长,同时受到软垫作用力F和重力mg的作用,如图1所示,它们的合力冲量等于小球的动量的改变量,即(F-mg)t=m△v 。由小球的下落高度可求出小球的着地速度,即可由mv2/2=mgh得出速度v= 2gh =4m·s-1,从而进一步求得软垫对小球的冲量为Ft=mgt+m△v=0.6N·s。很多学生没有理解“软厚垫”的意义,所以错误地认为碰撞时间极短,冲击力比重力大得多,而忽略了小球所受的重力,所以算式中少了mgt这一项,结果错误地得出软垫对小球的冲量为 0.4N·s。

二、挖掘隐含条件

有时,解决物理问题的条件不是明确给出的,而是隐含在文字叙述中,需要经过仔细分析,才能把它们挖掘出来,这常常是解题的突破点。在题设中,隐含条件有时就是一句话或者几个词,甚至几个字。如“刚好自由匀速下滑”说明摩擦力等于重力沿斜面的分力,“小物块恰好不滑出木板”意味着此时两物体的速度相同。这些都是隐藏得不深且学生在解题中经常遇到的情况,还有一些隐含条件藏得较深,挖掘起来颇有难度,可一旦找到它,学生就能势如破竹地解决问题了。

物理题目中隐含条件的形式多种多样,且有时一道题目中隐含多个条件。下面,笔者以一道条件隐含于常识中的题目为例,要解决这种类型的题目,学生就要根据一些常识,假设适当的条件和数据,以弥补题中明确给出的已知条件的不足。

例2:估算地球大气的总重量。(最后结果取一位有效数字)

解析:本题待求量与条件之间的联系十分隐蔽,要解答此题,学生必须展开联想,结合常识,理出解题思路:大气层空气总重量G在数值上等于地球表面受到的总压力F,而要求出大气总压力就得借助于大气压强。大气压强作为一个常识被隐藏在题目中,需要学生挖掘出来,并且知道它的具体数据。另外,学生还需要知道地球的半径,以获得地球表面的总面积S=4πR2,这样才能列出公式G=F=ρ0S。由常识知道大气压强ρ0≈1.0×105ρα,地球半径R=6.4×103km,把两者代入上式,便可估算出大气总重量G约为5×1019N。

三、排除干扰因素

有一些物理题目会故意设置一些没用的已知条件,或安排一些似是而非的判断,来干扰学生的思维,使他们陷入解题的歧途中。这些因素的迷惑程度愈大,学生愈容易在解题过程中犯错误。因此,学生只有分析物理题目,迅速找出干扰因素,并敢于大胆地摒弃这些因素,才能得出正确答案。

例3:以10m/s的速度行驶的汽车,司机突然发现前方S0=60m处有一辆以4m/s的速度与汽车同方向匀速行驶的自行车,司机立即以0.25m/s2的加速度开始刹车,经40s停下,请问停下之前会不会发生车祸?

解析:这道题目实际上是一道追及相遇的题型,速度大者做减速运动,速度小者做匀速运动。解此类型题目的关键是要注意其临界条件,即当两者速度相等时,两者位移的关系。如此题中,如果在汽车刹车减速至4m/s的过程中,如X汽>X自+S0,理论上可以判断出汽车已经在自行车的前面,也就是说会发生车祸,且早在汽车达到4m/s之前就已经撞上了自行车。反之,如果速度相等时X汽

汽车减速至4m/s时,需要时间 。在此过程中,汽车前进位移

自行车前进位移X自=vt=96(m),由此得出X汽-X自=72m>60m。

可见,车祸会发生,且在汽车达到4m/s之前就已经撞上了自行车。

这道题目中的干扰因素就是时间40s,有很多学生会分别计算出40s内汽车位移为200m和自行车的位移为160m,然后比较得出X汽

四、弄清物理图景

解任何物理题目都应先分析清楚题述的物理过程,在头脑中建立起清晰的物理图景,或者用示意图(如运动过程图、物体的受力分析图、状态变化图等)把题意和主要问题显示出来。这样便可将复杂的文字描述简化为简单的图形,使学生仔细思考问题的各个细节以及细节之间的联系,帮助学生迅速且正确地找到解决问题的入口。在高中物理中,从位移——时间图像、受力图、电路图到光路图等,均可用图来加强各知识之间的联系。

例4:一物体以初速度v0竖直上抛,运动过程中所受空气阻力大小恒定不变,求:①上升阶段所用时间t1和下降阶段所用时间t2的大小关系?②回到抛出点时,速度vt与初速度v0的大小关系?

解析:上升阶段物体受到的合力为F1=G+f,方向向下;下降阶段物体受到的合力为F2=G-f,方向向下,则上升阶段的加速度大于下降阶段的加速度,但两阶段的位移相等。如学生用运动学公式来解题,会非常繁杂,但如用速度——时间图像解,就显得非常直观。

因为上升阶段的加速度大,所以图像的“斜率”更大,即直线更陡。由于两阶段的位移相等,则图像a、图像b与时间轴所围面积必定相等。因此,从图2中可以很直观地看出t1vt。

当然,这道题目还要求学生搞清楚图像中的“斜率”和“面积”的含意,注意物理图像中“斜率”与数学函数图像中“斜率”的区别。数学的函数图像中的“斜率” ;而物理图象中的“斜率”不可据图线倾角来求,因为两个轴上的单位长度可以表达不同物理量的数值。

审题是解题的前提,是一个极为重要的关键步骤,只有正确地审题,才能找到破题之法,从而顺利解决问题。当然,教师不能采用填鸭式的方式把这些审题方法和解题方法教给学生,而应要求学生在平常的解题训练中学会审题、解题方法和技巧。因为笔者始终认为教师反复讲解物理题,不如让学生自主练习和思考一次,只有学生自主思考了,他们才会主动动手去做题,才能真正把知识化为已有。

以上这些是笔者的几点教学心得,物理学中还有很多审题和解题方法,值得教师继续探究,只有教师掌握了,才能更好地引导学生。上述中如果有不完善或不足之处,希望同仁指正和补充。

(作者单位:江西省永丰县第二中学)

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