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凭感觉解物理题往往会导致错误

2016-04-13

物理通报 2016年3期
关键词:物理题动能定理小球

杨 杰

(江苏省新海高级中学 江苏 连云港 222006)



凭感觉解物理题往往会导致错误

杨 杰

(江苏省新海高级中学江苏 连云港222006)

摘 要:凭感觉解物理题往往会导致错误,是因为没能及时将直观感觉升华为正确的知觉.解决这一问题,需要全面认识物理现象、过程,运用对比等方法,准确辨析易错问题,通过严谨细致的推理,深刻把握知识、规律的本质,进而将零散的感觉升华为正确的知觉.

关键词:感觉错误原因知觉

在平时的教学中,经常会遇到这样的现象,很多学生常常凭着主观感觉解决物理问题,感觉很简单,但一做就错,也就是说,“凭感觉解物理题往往会导致错误”.如何解决学生的这一困惑,已成为教学中迫切需要解决的问题.从心理学角度分析,感觉,是指人脑对直接作用于感官的客观事物个别属性的反映.感觉之所以会导致错误,是因为感觉片面零散,又没能及时升华成对客观事物整体属性的反映,即正确的知觉.而要将感觉升华为正确的知觉,就需要不断完善对客观事物或现象的感觉,并在个体知识经验的参与下,以及个体心理特征(如:需要、动机、兴趣、情绪状态等)影响下对客观事物的属性形成全面整体的知觉.

本文针对典型易错问题,结合心理学知识,分析错误原因,寻找解决这一问题的策略.

【例1】如图1所示,鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中,水对鱼的作用力方向合理的是

图1

易错解法:很多学生仅凭感觉将水对鱼的力视为阻力,等效为滑动摩擦力,鱼水平向左运动,所以受到水的力水平向右,故选B ;

还有的学生认为,鱼是向后推水,对水的力向后,则水对鱼的力向前,故选A.

错误原因:错误产生的原因在于对“水对鱼的力”没有形成全面完整的认识,对牛顿第二、第三定律的理解不够深刻,即缺乏对基本概念和规律整体的“感觉”.

正确解法:鱼向后推水,对水的力向后,故水对鱼有向前的推力,同时,鱼还受到水的浮力,所以,水对鱼的力斜向左上方,受力分析如图2所示.

图2

或者从牛顿第二定律的角度分析,鱼沿直线水平向左加速游动,加速度水平向左,说明有一水平的力提供加速度,这个力应由水对鱼的力提供;竖直方向没有加速度,说明有一竖直向上的力与重力平衡,这个力也是由水对鱼的力提供.所以,水对鱼的力应为水平、竖直两个力的合力,设力的方向与水平方向夹角为θ,则有

Fcosθ=ma

Fsinθ=mg

正确答案:D.

许多物理概念、规律都是从大量的具体事例中抽象出来的.使学生通过对物理现象、过程获得丰富、全面的认识,是形成概念、掌握规律的基础.因此,要解决这类问题,就需要为学生提供丰富的感性材料,充分利用生活中现有的物品改进成小实验、小魔术等,挖掘贴近生活的教学资源,并积极利用图文并茂的现代媒体技术,呈现形象生动的画面,化静为动,化抽象为形象,丰富学生的体验,使学生对基本概念、规律形成整体全面的“感觉”.

【例2】一个带电荷量为+q,质量为m的小球,从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑,小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动.现在竖直方向上加如图3所示的匀强电场,若仍从A点由静止释放该小球,则

A.小球不能过B点

B.小球仍恰好能过B点

C.小球通过B点,且在B点与轨道之间的压力不为零

D.以上说法都不对

图3

正确解法:未加电场时,小球恰能通过最高点B,则有

A→B,由动能定理可得

所以

加竖直向下的电场时,若小球恰能过B点,受力情况如图4,则有

图4

A→B,由动能定理,可得

解得

所以小球仍恰好能过B点.

正确答案:B.

为了加深学生对问题的理解,可以运用对比法,再将电场、磁场进行对比,进一步区别电场力、磁场力做功的不同,更好地理解圆周运动的最高点的临界条件.

对比:上题中其他条件均不变,只将向下的匀强电场变成垂直纸面向里的匀强磁场,如图5所示,若仍从A点由静止释放该小球,则

图5

图6

解析:加向里的匀强磁场时,受力情况如图6,若恰能过B点,则有

由A→B,由动能定理,可得

所以

正确答案:C.

掌握足够形象生动、丰富多彩的感性认识,是正确实现认识飞跃的基础和前提,即提供了可能性.在这种可能性存在的条件下,经过亲身体验、独立思考、联系对比,即对这些感性材进行改造加工,才能从大量的个别现象中抽出一般的、本质的东西来.

在学生对概念、规律已经有了初步认识的基础上,运用对比法,将有一定联系的概念、规律进行比较,同中求异,异中求同,才能使学生更加准确辨析易错问题,更加深刻把握知识、规律的本质,更加灵活掌握不同问题的分析方法,进而将零散的感觉升华为正确的知觉.

【例3】如图7所示,竖直平面内,光滑斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCDEF相切于B点,A与F等高,C是最低点,F是最高点,D点与圆心等高,E点为DF弧的中点.现将一质量为m的小球从A点处静止释放,则

B.小球会从DE间某处离开轨道

C.小球会从EF间某处离开轨道

D.为使小球能通过F点,在A点处给小球一个足够大的初速度v0,则v0越大,小球在C和F处对轨道的压力差越大.

图7

易错解法:小球从与A点处静止释放,A→D,根据动能定理

而小球在D点处所受的合力为向心力

故A错;

错误原因:没有养成良好的思维习惯,仅凭片面的感觉主观臆断,而没有经过严谨的推理.

正确解法:小球在各位置处受力情况如图8所示.

图8

在D点:轨道对小球的弹力提供向心力,并不是合力提供向心力.即

A正确.

设小球DF间的G点恰好离开轨道,OG与水平方向夹角为θ.从A→G.由动能定理可得

且此时只有重力沿半径方向的分力提供向心力.即

解得

所以θ<45°,则小球一定从DE间某处离开轨道,B正确,C错.设小球过C,F点的速度分别为vC,vF,从C→F,由动能定理可得

对于C点有

对于F点有

则C和F处对轨道的压力差

ΔFN=FNC-FNF=6mg

是一定值,与小球的初速度无关,D错.

正确答案:A,B

人对客观事物的认识是从感觉开始的,感觉是对知识规律的初步认识,它是最简单的认识形式,往往并不全面,也不够深刻,借助于良好的思维习惯,通过严谨细致的推理,才能使原始的感性认识升华为理性认识,实现感觉到正确知觉的过渡.

由以上具体问题的分析不难看出,之所以会出现“凭感觉解物理题往往会导致错误”,往往是因为对物理知识、概念的认识不够深刻,物理规律、方法掌握不够熟练,也就容易受过去的知识经验的干扰,同时又没有养成良好的思维习惯,缺乏耐心细致的理性分析,仅凭片面的感觉主观臆断,自然容易导致错误.这就要求平时的教学中,要努力创设贴近生活的教学情境,为学生呈现丰富全面的“感觉”,经常运用对比的方法,融会贯通,让学生对知识、规律获得更加深刻的理解,克服凭感觉解题的习惯,通过仔细审题、深入思考、亲身实验、严谨推理,理性分析问题,养成良好的思维习惯.

It Often Lead to Error Solving Physics Question by Seat of Your Pants

Yang Jie

(Xinhai Senior High School,Lianyungang,Jiangsu222006)

Abstract:Analyzing physical questions just by feeling always leads to error due to not being able to improve direct feeling to correct perception. To solve the problem, several measures should be carried out, including understanding the physical phenomena and process fully, using the comparison and discriminating the puzzling questions correctly. Therefore, scattered feeling can be changed into right perception by careful inference and deep understanding of the nature of related knowledge and rules.

Key words:pant;the reasons for error;perception

(收稿日期:2015-06-28)

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