依托物理生活化的“一式多变”解题思考

苏明泽

【摘 要】本文从物理生活化“蹦极游戏”场景出发改编习题，打破学生的思维定式，利用整体-分段思维训练学生的解题思路，培养学生深度思维的习惯;借助图像分析由浅入深提升学生的科学素养;运用“一式多变”巧解物理运动学题型，训练学生的发散思维。

【关键词】物理生活化;蹦极游戏;分段思维;物理教学;解题技巧

物理教学与生活的深度结合在新课程标准已有明确的阐述。教师无论在新授课的导入过程中还是在复习课的改编习题过程中，都应尽可能依托生活化的场景，打破学生的思维定式，激发学生物理学习的兴趣，这样很具有带入感而且符合中学生的认知特点。分析和讲解时，应借助图像分析物理全过程的分段思维，将物理学的基础知识与基本技能融入处理生活中的实际问题，从而促进学生的核心素养发展。只有这样，物理教学与生活教育才能真正融合。

1   物理生活化场景——“蹦极游戏”

蹦极是近年来在青年人中逐渐流行起来的一项非常惊险刺激的户外运动，是把人的踝关节与弹性绳的一端绑紧，让人从几十米高的塔顶、山崖顶跳下，从而让人体验“失重状态”，反复多次直到最终停下。

2   依托生活化场景呈现物理问题

【变式1】图1所示的情境是一种游戏，叫做蹦极。人从跳台O点处纵身跳下，先后经过A点、B点、C点。其中A点是弹性绳恰好绷紧的某一瞬间，C点是人到达的最低点，下列说法正确的是（）。

A.人从O点下落至C点的过程中，一直在增大。

B.人从O点下落至C点的过程中，先增大后减小。

C.人通过A点之前是加速运动;A点速度最大，A点之后减速，到达C点时减小为0。

D.人到C点时，他受到的合力为0。

变式设计意图：本题考查的内容是人教版八年级物理第八章《运动和力》的基本知识，是一道经典的训练运动和力的关系的提高练习题。新课程标准要求，通过常见的生活事例或实验，着重了解重力、弹力和摩擦力，并且认识力的作用效果[1]。

解析：采用分段思维技巧，在O点，人所受自身重力和跳台所给的支持力是一对平衡力，人处于静止状态;在O～A的过程中，人由于受到空气阻力和重力的作用，远大于空气阻力，所以合向下，与速度方向相同，此时加速下落;在A点时，下一时刻弹性绳逐渐被拉伸，拉力增大;在A—B的过程中，大于拉+空气阻力，因此合仍然和速度的方向相同，继续加速下落;到达B点时，弹性绳逐渐被拉伸，拉力增大到与重力相等=拉，此时速度获得最大，即。在B—C的过程中，弹性绳继续逐渐被拉伸，根据胡克定律可知，拉力持续增大。这时分析人的受力，所受竖直向下的重力小于竖直向上的拉和空气阻力，由此可知合竖直向上，与速度方向相反，速度开始逐渐减小。在C点时，弹性绳达到最大伸长限度，拉最大，人受到的合=拉-，方向竖直向上，此时人的速度为0;下一时刻，人就开始向上做加速运动。根据上述分析不难得出正确答案是B选项。

利用八年级教材十一章《功和机械能》中的知识点也可以从题干出发设计出一道经典题。如下题。

【变式2】图1所示为生活中游乐场里的蹦极情境。人从高处O点跳下，先后经过图中的A点、B点、C点。试分析人在离开跳台O点到最低点C点的运动情况，画出人蹦极时运动的速度-时间图像（忽略空气阻力）。

变式设计意图：本题考查的内容虽然是机械运动和力的知识点，但《初中物理课程标准》中并未对速度-时间图像的教学进行要求。笔者从一线物理教学课例中发现，图像分析法极大地提高了解决物理问题的有效性，并且可以使抽象的物理过程可视化。为了寻找物理的客观规律，通常利用图像法将复杂问题简单化。因此可以以速度-时间图像的教学为契机，帮助学生形成前概念[2]。

解析：在O点，人处于静止状态，速度为0，所以-图中O点为原点0;在O～A的过程中，加速下落，图像呈缓慢上升;在A～B的过程中，大于拉，因此合仍然和速度的方向相同，继续加速下落，图像呈陡增上升;到达B点时，弹性绳逐渐被拉伸，此时速度最大，为，图像达到峰值。在B—C的过程中，拉持续增大，这时人受到的小于拉+。由于合竖直向上，与速度方向相反，故速度开始逐渐减小，-图中图像陡降，但仍然在时间轴的上方。在到达C点时，弹性绳达到最大限度，拉最大，人受到的合=拉-，方向竖直向上，此时人的速度为0，-图中图像与时间轴相交。下一时刻人就开始向上做加速运动，在忽略空气阻力的情况下，依次经过B点、A点、O点，做往复运动。根据上述分析和图2，可以做出蹦极时人运动的-图像，如图3所示。

總之，在同一场景下，教师可以从不同的知识点出发改编习题。这对教师出题能力的提升有一定的指导意义。在教学中，教师以学生为主体，引导学生对物理客观规律先进行整体分析再进行分段思维，从一种模式的题型出发变换出多种题型，可以更加全面、系统、有效地夯实学生的基础，培养学生的思维习惯，训练学生的解题技巧，提高教学质量[3]。借助图像分析和分段思维解决此类问题，能使问题清晰，过程明了，能由浅入深地实现学生知识技能科学素养的提升[4]。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]何崇荣，张黎.例谈运动学图像的妙用[J].物理通报，2017（12）.

[3]周刚.变式经典例题提高教学质量.中学物理教学参考[J].2013（10）.

[4]钱嘉.利用一题多解提升物理核心素养——以中考一蹦极考题为例[J].中学物理（初中版），2018.