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物理学习应把握学生的思维起点顺势而为

2019-02-20林泽伟

数理化解题研究 2019年4期
关键词:分力木块斜面

林泽伟

(福建省安溪恒兴中学高二1班 362400)

高中物理对一个人的思维能力有很高的要求.现阶段的物理教育认为:激发学生在物理学习中的用脑是物理学习的一大关键.只有不断地训练物理思维,我们才能够从真正意义上增长自己在物理方面的能力.以下对物理学习过程中把握并应用思维起点的方法做出说明.

一、多角度思考问题,激发思维活性

爱动脑、多动脑,我们的动脑能力才会逐步得到增强.在学习的过程中,很多人总是浅尝辄止.例如:解决某一物理题的方法有很多种,但是有的人在了解一种方法后就会放弃这个问题,他们都不愿意去考虑其他解题方法.固然,这种学习方法能够在短期内取得较好的学习效益,但是其长期收益却比不上那些愿意多思考问题的人.思考物理问题的多种解决方法既能够锻炼学习者的思考能力,其还能够让学习者遇到其他类似的问题时有更多的选择,因此考虑多种解题方法同学在物理解题中的速度往往比只考虑一种解题方法的同学要快.

而真实的物理学习中有很多题目就具备着多种、灵活的解题方法.例如有这样一道物理题:“一小球从O点开始从静止开始做匀加速直线运动.在小球运动的过程中,其依次经过A、B、C、D四点.其中,AB的距离为2m,BC的距离为3m,CD的距离为4m.且小球经过AB段、BC段、CD段的时间相等.现问OA段的距离是多少”.在遇到这个问题后,很多人都会采用公式法.通过对公式组V=V0+at、V0=0 m/s、tab=tbc=tcd的应用,我们能够推导出来OA的距离为9/8 m.虽然公式法能够很快地解决问题,但是其有时候会存在解题计算量大、解题难度大的问题,该问题还能够采取其他解题方法解决.例如:作图计算.我们可以建立与问题相关的速度时间方程线.通过对方程积分的理解,我们可以将距离转换为图中的面积.这样,只需要使用数学三角形中的面积关系就能够直观地从图上算出OA之间的距离.通过作图计算的方法可以让整个物理过程变得直观化,它在很多情况下还能够降低我们计算时的难度,从而减少计算花费的时间.同时,采取多重思考方式在有的情况下还能够对答题的正确性做出验证.

二、找准思维中产生分歧的地方

在思考物理问题时存在这样一个现象:采用两种不同的物理方法思考同一个物理问题最后却得到不一样的结果.这是因为:有的人在用某一种方法思考问题的时候存在思维上的漏洞,导致逻辑或者计算上的错误.如果我们能够利用自己思维上的漏洞对问题进行分解、重构的话.那么,当其遇到类似的物理问题时,犯同样错误的概率将会大大降低.

有这样一道物理题:“一木块以某一初始速度从高度为h的水平静止皮带上水平向右滑过.随后,木块以自由落体的方式落到水平面上的P点.而当皮带轮沿逆时针方向转动的时候,该木块还是以同样的速度在同样的起始点放在皮带上.而在该木块落到地面的时候,其是落到原来P点的位置还是落到P点近皮带出或者P点远皮带处”.对这个问题做出分析,有的人却出现了思维上的分歧.

一种思维方式如下:当皮带逆时针转动后,木块在皮带上停留的时间将会变长.这也就意味着木块在皮带上损耗的动能变多.因此木块将落在P点近皮带处.另一种思维方式如下:在皮带逆时针转动的情况下,木块相对于皮带向右运动,因此木块会受到皮带向左的摩擦力.而由摩擦力做功公式W=-f×L分析,木块在两次运动的过程中受到的f是一样大的,其在传送带上运行的距离也是一致的.因此木块在传动带上的做功将会一致.所以木块将会再次落到P点.

从上文的思考分析可知,第一种分析方式是正确的,木块将落到P点近皮带处.但是我们更好地分析自己思维中的错误因素是非常重要的.只有在我们明白自己错在哪里后,才能够避免再犯类似问题.在这种情况下,学习者应该对自己的思维过程做出严格的分析.在对第二种思维过程做出分析后,可以发现:误解了公式中元素的涵义是产生问题的关键.在摩擦力做功公式W=-f×L中,学习者将L等同于木块相对于静止的水平面的位移.而实际上,L表示的木块相对于滑带的距离.因此在这个问题中,第二次运动中的L更大,因此第二次运动时木块消耗的动能也就越多,这也意味着木块应该掉到P点近皮带处.只有抽丝剥茧,对整个问题进行层层分析,我们才能够更好地发现自己思维中的漏洞.而在产生思维漏洞的情况下,我们一定要对物理过程进行分析,使之保持结果上的一致性.

三、进行思维扩展

在高中物理中对我们的思维能力有较高的要求,其不仅仅是要求我们能够简单地应用公式或者计算方法计算出物理题的结果.其还要求我们能够深刻地理解公式、方法的原理,能够将之综合使用在自己的应用中.

有这样一道物理题:“一木块静止在斜面上,现对木块施加水平向斜面的力F.在施加力F的过程中,F从0逐渐变大,而木块始终静止在水平面上.现问木块受到的摩擦力将会发生怎样的变化”.

在遇到这样的物体后,很多人的第一反应就会作图处理.一种根据图形的分析方法为:可以将木块受到的水平力F分解为垂直斜面的力和平行于斜面的力.而在力F增大的过程中,水平于斜面的分力也会有所增加.而木块的摩擦力是用来平衡水平力F的分力的,因此木块所受的摩擦力将会增加.另一种思考方式则是:静止的木块在斜面上受到的摩擦力是沿斜面向上的.而在在力F增大的过程中,水平于斜面的分力也会有所增加.而摩擦力+水平斜面的分力=木块重力水平斜面分力.由于木块的重力分力是不变的.因此在这个过程中木块所受到的摩擦力将会逐渐减小.

以上两种思维方式都存在问题,其均只考虑了木块在斜面上的一种存在状态.事实上,木块在斜面上的存在状态是两种思考方式的综合.而有的人无法综合性地思考问题的原因是:其不具有扩展的思维体系,在遇到问题时,其不能够全面地思考问题.而为了解决这个问题,我们一定要在自己平时的学习中多做一些思维扩散.思维扩散可以以很多不同的方式进行.例如:在学习摩擦力的时候,我们就应该对摩擦力所具有的独特性质做出分析:摩擦力是和物力的潜在运动方向相反的.在理解了这个理论的基础上,我们就会意识到:在做相关习题时,应该结合物体的运动状态而最后考虑摩擦力.

总之,高中物理学科是一门综合性非常强的学科.在进行高中物理学科学习的过程中,我们要对自己的思维能力做出针对性的提升.为此,在遇到物理问题后,其不仅需要多角度地思考问题,也应该对思维中的漏洞做出添补,在学习的过程中扩展自己的思维宽度和思维深度.

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