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“构建模型”教学在高考中的重要作用

2014-09-22陈海军

理科考试研究·高中 2014年9期
关键词:弹力摩擦力弹簧

陈海军

高考以能力考查主导,考查学生基本知识的同时起到选拔的作用,每年学生完成高考试卷后,都感觉高考试卷有一定的难度,思维量大,能力要求高,来不及完成等等.学生平时也做了很多的试卷,为什么有很多的学生感觉高考就是那么的复杂和不可超越,这值得老师思考和反思.在平时教学中要重视模型的构建,通过构建模型可使学生从容的应对高考,在高考中赢得时间,取得比较理想的成绩.下面以2013年江苏高考物理卷第9题为例谈构建模型在高考中的重要作用.如何让学生较好解决这道高考题呢?教学中可通过构建模型来处理.

构建1如图1所示,轻弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将轻弹簧压缩到A点后由静止释放,物体一直运动到B点时速度减为零,物体由A运动B过程中的摩擦力大小恒定.分析物体由A到B点运动过程中的速度的变化和加速度的变化,找出最大速度的位置?

解析因物体释放后向右运动,在A点时弹簧对物体的弹力大于物体所受的摩擦力,物体向右运动到O点时弹簧的弹力为0,在物体向右运动到O点过程中必有一个位置(标为C点)弹簧的弹力与摩擦力等大反向,经分析可知,物体由A到C点做加速度减小的加速运动,由C到O过程中做加速度增大的减速运动,O到B点因弹簧的弹力在增大,物体做加速度增大的减速运动,物体在C点时速度为最大.

追问1问A点时弹性势能与B点时弹性势能的关系?分析可知物体从A运动到B点过程中因摩擦力做负功,内能的增加等于弹性势能的减少可得EpA=EpB+Q.即EpA>EpB.

追问2A点和B点离O点哪点较近,学生据弹性势能的表达式Ep=12kx2可知,A点离弹簧的原长O点比B点远.

追问3 C点和B点离O点哪个较近,对学生而言是难点,引导学生定性分析,可以设想A点离O点的距离越大的位置释放,物体越过O点后距离越远,C点离原长的距离是一定的,可得B点和C点距O点的距离无法确定.同时提出,若A点离O点的距离越来越小,会出现什么现象呢?由学生独立的思考,学生就会得出B点离原长O点越来越近,有可能不越过O点,甚至物体处于静止状态(弹簧的弹力小于等于摩擦力).

构建2如图2所示,有一轻弹簧上端固定,下端系住小球m,现将小球向下拉到某一位置后释放,分析小球运动情况.

解析经分析可知,小球由B点向上做加速度减小的加速运动,到达O点时速度达到最大,继续向上做加速度增大的减速运动到达最高点.

追问1小球运动到最高点与弹簧原长A点的关系?通过上面的分析学生可以知道最高点可以高于等于低于A点的位置,这是由B点的释放的位置决定的,B点离O点越远,小球上升的高度越高.也可引导学生由简谐运动知识分析,可得小球到达最高点与O点(平衡位置)的距离与B点到O点的距离相等.

追问2在构建1中A到B的过程中可否看做简谐运动的一部分?学生讨论分析,有学生就会提出把摩擦力看做像重力的等效思想去处理,可做为简谐运动的一部分,平衡位置应为弹簧的弹力与摩擦力等大时(C点).可提出小球与弹簧的组成的系统机械能如何变化,由学生去独立的思考.

点拨通过上面构建模型分析,学生可以比较系统认识这类相关的物理问题,通过模型的构建及生成一些新的问题,可以让学生对题目的理解上升到一定层次,学生的知识不再是零散的,而具备了一定的框架和系统性,对于理解、归纳、总结所学物理知识尤为重要,同时也让学生具备了解决较有思考性题目的能力.

例题1(2013年江苏卷)如图3所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g. 则上述过程中( ).

点拨通过上面的分析,处理这道题时就比较容易能找出本题的突破口,学生就能很快地找出A点与B点离O点的距离关系,通过构建1可以利用弹性势能的关系,也可通过构建2利用简谐运动单一过程的思想找出真正的平衡位置,这个问题就不再难了,也不会认为A点与B点离O点的距离相等. 突破口找准了,再利用动能定理就能很顺利的解决这道高考题.

通过上面构建模型教学,层层推进,把学生的思维引深,拓展了学生的视野,思维的力度上去了,不再处于浅水区徘徊,让学生可以在深水区去思考问题和解决问题,帮助学生知识体系的建立,提升教学效果.构建模型可以培养学生解决问题的能力,拓展学生解决物理问题的思维,起到事半功倍的效果; 构建模型可以让学生系统地吸收知识,让学生学得轻松,不再为题目做的少而担忧,又能让学生在高考中取得比较理想的成绩.

高考以能力考查主导,考查学生基本知识的同时起到选拔的作用,每年学生完成高考试卷后,都感觉高考试卷有一定的难度,思维量大,能力要求高,来不及完成等等.学生平时也做了很多的试卷,为什么有很多的学生感觉高考就是那么的复杂和不可超越,这值得老师思考和反思.在平时教学中要重视模型的构建,通过构建模型可使学生从容的应对高考,在高考中赢得时间,取得比较理想的成绩.下面以2013年江苏高考物理卷第9题为例谈构建模型在高考中的重要作用.如何让学生较好解决这道高考题呢?教学中可通过构建模型来处理.

构建1如图1所示,轻弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将轻弹簧压缩到A点后由静止释放,物体一直运动到B点时速度减为零,物体由A运动B过程中的摩擦力大小恒定.分析物体由A到B点运动过程中的速度的变化和加速度的变化,找出最大速度的位置?

解析因物体释放后向右运动,在A点时弹簧对物体的弹力大于物体所受的摩擦力,物体向右运动到O点时弹簧的弹力为0,在物体向右运动到O点过程中必有一个位置(标为C点)弹簧的弹力与摩擦力等大反向,经分析可知,物体由A到C点做加速度减小的加速运动,由C到O过程中做加速度增大的减速运动,O到B点因弹簧的弹力在增大,物体做加速度增大的减速运动,物体在C点时速度为最大.

追问1问A点时弹性势能与B点时弹性势能的关系?分析可知物体从A运动到B点过程中因摩擦力做负功,内能的增加等于弹性势能的减少可得EpA=EpB+Q.即EpA>EpB.

追问2A点和B点离O点哪点较近,学生据弹性势能的表达式Ep=12kx2可知,A点离弹簧的原长O点比B点远.

追问3 C点和B点离O点哪个较近,对学生而言是难点,引导学生定性分析,可以设想A点离O点的距离越大的位置释放,物体越过O点后距离越远,C点离原长的距离是一定的,可得B点和C点距O点的距离无法确定.同时提出,若A点离O点的距离越来越小,会出现什么现象呢?由学生独立的思考,学生就会得出B点离原长O点越来越近,有可能不越过O点,甚至物体处于静止状态(弹簧的弹力小于等于摩擦力).

构建2如图2所示,有一轻弹簧上端固定,下端系住小球m,现将小球向下拉到某一位置后释放,分析小球运动情况.

解析经分析可知,小球由B点向上做加速度减小的加速运动,到达O点时速度达到最大,继续向上做加速度增大的减速运动到达最高点.

追问1小球运动到最高点与弹簧原长A点的关系?通过上面的分析学生可以知道最高点可以高于等于低于A点的位置,这是由B点的释放的位置决定的,B点离O点越远,小球上升的高度越高.也可引导学生由简谐运动知识分析,可得小球到达最高点与O点(平衡位置)的距离与B点到O点的距离相等.

追问2在构建1中A到B的过程中可否看做简谐运动的一部分?学生讨论分析,有学生就会提出把摩擦力看做像重力的等效思想去处理,可做为简谐运动的一部分,平衡位置应为弹簧的弹力与摩擦力等大时(C点).可提出小球与弹簧的组成的系统机械能如何变化,由学生去独立的思考.

点拨通过上面构建模型分析,学生可以比较系统认识这类相关的物理问题,通过模型的构建及生成一些新的问题,可以让学生对题目的理解上升到一定层次,学生的知识不再是零散的,而具备了一定的框架和系统性,对于理解、归纳、总结所学物理知识尤为重要,同时也让学生具备了解决较有思考性题目的能力.

例题1(2013年江苏卷)如图3所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g. 则上述过程中( ).

点拨通过上面的分析,处理这道题时就比较容易能找出本题的突破口,学生就能很快地找出A点与B点离O点的距离关系,通过构建1可以利用弹性势能的关系,也可通过构建2利用简谐运动单一过程的思想找出真正的平衡位置,这个问题就不再难了,也不会认为A点与B点离O点的距离相等. 突破口找准了,再利用动能定理就能很顺利的解决这道高考题.

通过上面构建模型教学,层层推进,把学生的思维引深,拓展了学生的视野,思维的力度上去了,不再处于浅水区徘徊,让学生可以在深水区去思考问题和解决问题,帮助学生知识体系的建立,提升教学效果.构建模型可以培养学生解决问题的能力,拓展学生解决物理问题的思维,起到事半功倍的效果; 构建模型可以让学生系统地吸收知识,让学生学得轻松,不再为题目做的少而担忧,又能让学生在高考中取得比较理想的成绩.

高考以能力考查主导,考查学生基本知识的同时起到选拔的作用,每年学生完成高考试卷后,都感觉高考试卷有一定的难度,思维量大,能力要求高,来不及完成等等.学生平时也做了很多的试卷,为什么有很多的学生感觉高考就是那么的复杂和不可超越,这值得老师思考和反思.在平时教学中要重视模型的构建,通过构建模型可使学生从容的应对高考,在高考中赢得时间,取得比较理想的成绩.下面以2013年江苏高考物理卷第9题为例谈构建模型在高考中的重要作用.如何让学生较好解决这道高考题呢?教学中可通过构建模型来处理.

构建1如图1所示,轻弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将轻弹簧压缩到A点后由静止释放,物体一直运动到B点时速度减为零,物体由A运动B过程中的摩擦力大小恒定.分析物体由A到B点运动过程中的速度的变化和加速度的变化,找出最大速度的位置?

解析因物体释放后向右运动,在A点时弹簧对物体的弹力大于物体所受的摩擦力,物体向右运动到O点时弹簧的弹力为0,在物体向右运动到O点过程中必有一个位置(标为C点)弹簧的弹力与摩擦力等大反向,经分析可知,物体由A到C点做加速度减小的加速运动,由C到O过程中做加速度增大的减速运动,O到B点因弹簧的弹力在增大,物体做加速度增大的减速运动,物体在C点时速度为最大.

追问1问A点时弹性势能与B点时弹性势能的关系?分析可知物体从A运动到B点过程中因摩擦力做负功,内能的增加等于弹性势能的减少可得EpA=EpB+Q.即EpA>EpB.

追问2A点和B点离O点哪点较近,学生据弹性势能的表达式Ep=12kx2可知,A点离弹簧的原长O点比B点远.

追问3 C点和B点离O点哪个较近,对学生而言是难点,引导学生定性分析,可以设想A点离O点的距离越大的位置释放,物体越过O点后距离越远,C点离原长的距离是一定的,可得B点和C点距O点的距离无法确定.同时提出,若A点离O点的距离越来越小,会出现什么现象呢?由学生独立的思考,学生就会得出B点离原长O点越来越近,有可能不越过O点,甚至物体处于静止状态(弹簧的弹力小于等于摩擦力).

构建2如图2所示,有一轻弹簧上端固定,下端系住小球m,现将小球向下拉到某一位置后释放,分析小球运动情况.

解析经分析可知,小球由B点向上做加速度减小的加速运动,到达O点时速度达到最大,继续向上做加速度增大的减速运动到达最高点.

追问1小球运动到最高点与弹簧原长A点的关系?通过上面的分析学生可以知道最高点可以高于等于低于A点的位置,这是由B点的释放的位置决定的,B点离O点越远,小球上升的高度越高.也可引导学生由简谐运动知识分析,可得小球到达最高点与O点(平衡位置)的距离与B点到O点的距离相等.

追问2在构建1中A到B的过程中可否看做简谐运动的一部分?学生讨论分析,有学生就会提出把摩擦力看做像重力的等效思想去处理,可做为简谐运动的一部分,平衡位置应为弹簧的弹力与摩擦力等大时(C点).可提出小球与弹簧的组成的系统机械能如何变化,由学生去独立的思考.

点拨通过上面构建模型分析,学生可以比较系统认识这类相关的物理问题,通过模型的构建及生成一些新的问题,可以让学生对题目的理解上升到一定层次,学生的知识不再是零散的,而具备了一定的框架和系统性,对于理解、归纳、总结所学物理知识尤为重要,同时也让学生具备了解决较有思考性题目的能力.

例题1(2013年江苏卷)如图3所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g. 则上述过程中( ).

点拨通过上面的分析,处理这道题时就比较容易能找出本题的突破口,学生就能很快地找出A点与B点离O点的距离关系,通过构建1可以利用弹性势能的关系,也可通过构建2利用简谐运动单一过程的思想找出真正的平衡位置,这个问题就不再难了,也不会认为A点与B点离O点的距离相等. 突破口找准了,再利用动能定理就能很顺利的解决这道高考题.

通过上面构建模型教学,层层推进,把学生的思维引深,拓展了学生的视野,思维的力度上去了,不再处于浅水区徘徊,让学生可以在深水区去思考问题和解决问题,帮助学生知识体系的建立,提升教学效果.构建模型可以培养学生解决问题的能力,拓展学生解决物理问题的思维,起到事半功倍的效果; 构建模型可以让学生系统地吸收知识,让学生学得轻松,不再为题目做的少而担忧,又能让学生在高考中取得比较理想的成绩.

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