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论高中物理习题教学与微课结合的有效策略

2021-02-27詹俊钦

名师在线 2021年5期
关键词:磁感线滑块木板

詹俊钦

(福建莆田哲理中学,福建莆田 351100)

引 言

习题教学是高中物理的重要构成部分,具有帮助学生巩固、深化理解所学知识的重要作用。为了获得良好的习题教学效果,教师应注重新技术、新方法在教学中的应用,尤其应认识到微课的优点,并结合学生所学知识将微课有效地应用到习题教学中,以丰富学生的学习体验,顺利实现习题的教学目标。

一、借助微课创设生活化习题情境

为激发学生的学习兴趣和听课热情,物理教师可以制作习题微课视频[1]。例如,在讲解受力分析知识时,教师可以在微课视频中创设生活化习题情境,在降低学生陌生感的同时,启发其学以致用。如下题所示:

在体育课上,体育教师按照如图1 所示摆放篮球,为计算每只球对其中一侧球架的压力N,测量出篮球的质量和直径分别为m、D及球架的宽度d。忽略球和球间的摩擦力。则N的大小可表示为( )(重力加速度为g)。

图1

在微课中,通过讲解该习题,教师能很好地激活课堂,锻炼学生的理论联系实际能力和空间想象能力等。具体解题过程如下:选择一只篮球作为研究对象,设球架对篮球的支持力N和竖直方向的夹角为α。如图2所示,对其进行受力分析可知由平衡状态可知2Ncosα=mg,则选择C 项。

图2

二、借助微课剖析抽象类习题的情境

由于部分物理习题比较抽象,学生往往对问题情境理解不深,因而判断不准确,时常出错。因此,教师应借助微课模拟抽象习题的情境,特别是要形象化展示磁感线或电场线的相关问题,使学生可以直观看到电场线或磁感线的空间分布情况,以加深学生对抽象类问题的理解,提升学生的物理思维能力。如图3 所示,在通电螺线管外有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量AΦ 与穿过B 环的磁通量BΦ 的关系是( )。

图3

A.ΦA>ΦBB.ΦA<ΦB

C.ΦA=ΦBD.不能确定

为提高学生的物理解题能力,教师应注重培养学生的抽象思维。具体解题过程如下:根据磁感线的分布情况可知,螺旋管内部穿过环面的磁感线方向向上,外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线,螺旋管内部的磁感线条数等于螺旋管外部磁感线的总条数,而螺旋管外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的螺旋管外部向下的磁感线将螺旋管内部向上的磁感线抵消一部分,A 的面积小,抵消较小,则磁通量较大,所以ΦA>ΦB。故A 正确。

三、借助微课剖析非静态习题的情境

物理习题上的图都是静止的,且物体的运动也只能用文字来描述,这使得部分学生分析问题的难度较大。为了使学生更加深刻地理解非静态情境、把握相关物理参数在运动过程中的变化,提高学生解题的正确率,教师可以通过微课视频动态展示物体运动,并结合几何图像,使学生直观地看到相关物理参数的变化。

例如,如图4 所示,BC为一能够围绕C点转动的木板,AC为墙面,现将一球放置在两者之间,现让BC按照顺时针转动至水平状态,球和木板、墙面始终接触,摩擦力忽略不计。则在BC转动的过程中,球对墙面的压力N1及球对木板的压力N2,会如何变化?( )。

A.N1和N2都增大

B.N1和N2都减小

C.N1增大,N2减小

D.N1减小,N2增大

图4

物体的动态平衡可以通过微课视频进行动态演示。思路点拨:选取球为研究对象→对球进行受力分析,作出受力的矢量三角形→根据有向线段的长度变化判断力的变化。球受到重力G、墙AC对球的弹力N1′和板BC对球的支持力N2′,如图5 所示。在将板BC放至水平的过程中,球始终处于平衡状态,G、N1′、N2′经过平衡可构成一系列封闭的矢量三角形,如图6 所示。由图可以看出,N1′、N2′逐渐减小。由牛顿第三定律可知,N1=N1′,N2=N2′,所以N1、N2逐渐减小。故B 正确。

图5

图6

四、借助微课开展习题训练

在高中物理习题教学中,教师可以在微课视频中先展示习题,再由学生作答,而后在视频中讲解方法及解题应注意的细节。例如,如图7 甲所示,光滑的平面上放置一足够长的木板,将一可视为质点、质量为1kg 的小滑块放在木板中央A点。在t=0 时,给木板施加以水平方向的恒定拉力F,其运动的v-t图像如图7 乙所示。已知滑块和木板之间的动摩擦因数μ=0.2,木板和滑块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g为10m/s2。求:(1)t=0 时滑块的加速度大小;(2)拉力F的大小;(3)为使滑块不从木板上滑下来,求木板的最小长度。

图7

问题(1)以滑块为研究对象,其受到的摩擦力提供水平方向的加速度,则μmg=ma滑,a滑=2m/s2;问题(2)3s 以后木板只受到摩擦力,直线的斜率为木板的加速度,设其质量为M,则μmg=Ma木,而a木=12m/s÷(6s-3s)=4m/s2,代入得到M=0.5kg,由3s 以前的运动可知,F-μmg=Ma木,容易解得F=4N;问题(3)由图7 乙可知,0~3s 内直线的斜率为木板的加速度,则a木=12m/s÷3s=4m/s2,位移木板速度为v木=12m/s 时,滑块的速度v1=a滑t2=2m/s2×3s=6m/s,两者之间仍有相对滑动,滑块继续加速,木板则减速。设t时刻两者具有相同的速度,则v1+a滑t1=v木-a木t,解题t=1s。木板减速的位移×4m/s2×1s×1s=10m。滑块运动的总位移×2m/s2×(3s+1s)2=16m,则s相对=s1+s2-s滑=12m,因此,木板的最小长度为2s相对=24m。

结 语

综上所述,在高中物理习题教学中,教师应注重应用微课给学生带来更丰富的学习体验,尤其是要结合自身教学经验,通过筛选优秀习题制作专门的微课视频,在课堂上播放给学生观看,从而激发学生的学习兴趣,深化学生对知识的理解,提升学生的思维能力,使其更好地掌握相关习题的解题思路,在以后的解题中能够以不变应万变,有效提高物理学习成绩。

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