初中物理学生解题思维及技巧的培养
2023-07-17杨莉
杨莉
【摘要】只有学生拥有解题思维、技巧之后,才能灵活应对各种难题,在短时间内完成题目分析,找到正确的解题思路.文章就此围绕着培养学生解题思维、技巧展开了分析和研究.
【关键词】初中物理;解题思维;解题技巧
1 各种题型的解题方法
第一,在选择题的解题中,一定要注意关键词.比如匀速直线、静止、错误的等等.这些关键信息不能看错,以免选错选项.另外,一定要完全读懂了题目再做题,不要一目十行,在题干信息尚未看清时就开始做题,完全不知道题干给了什么信息,题目所求什么信息.
第二,在填空题的解决中也要注意关键词,尤其是要注意空格后括号内的关键词,是变大变小还是增大、减小,是大于、等于或小于.如果带单位一定要在填写时填写上单位.比如重力是____N,还是重力是____.前一个填空不需要带单位,后一个要带上单位.
第三,在作图题解答中,一定要注意实线、虚线、箭头、直角符号.比如在力学题目的作图中,重点关注重力、弹力、外力、摩擦力的大小和方向.在滑轮题的作图中,重点关注力符号、箭头方向;在杠杆题目中,重点关注动力阻力方向及长度;在电学作图中,重点关注线与线之间的黑点,电学元件的顺序[1].
第四,在解析题目中要注意一定要弄清楚已知量、未知量之间的关系,然后具体情况具体分析,注意控制变量描述条件,以此列出准确的计算式.
第五,在实验题中,学生一定要重点关注题干信息,明确实验类型、内容、要求、目的及其涉及到的物理原理等知识,以便能准确解答.总而言之,针对不同的题型,学生在解题时一定要不同的解题要点,避免不要出现遗漏、误用等信息.
2 初中物理解题技巧分析
2.1 假设法
从哲学角度来看,世间的事物都是相互联系的,且相互制约.物理规律也体现了这一点.比如在物理现象中,若某个条件改变,相应的物理现象就会改变或者物理条件出现改变[2].此时,就会出现矛盾.而矛盾是事物发展的动力.这时就可以从矛盾发展观察、分析事物发展趋势,并假设事物发展过程中会出现什么状态、矛盾.可以说,假设思维是物理学的基本思维,在物理解题中也可以应用这种方法.
例如 在如图1所示的电路中,电源电压为4V.在接通开关后,L1、L2不亮.这时测得ab之间的电压、bc之间的电压都为零,而cd两端电压、ad两端的电压都为4V.那么从这一结论中推出电路路障发生在哪个点( )
A.灯L1; B.灯L1和L2;
C.灯L1和L2;D.变阻器R
针对这道题目来说,若想判定故障点,就要假定故障位置,并根据故障点引起的电路变化来判断情境是否合理.如可按照选项一一假设.第一种情况,灯L1断路,则cd两端电压应当为零.这与题目条件不符,所以该选项不正确.第二种情况,假设L2断路,则cd两端电压应当为零.仍然与题目条件不符.所以,也排除.第三种情况,假设变阻器断路,那么变阻器的阻值相当于无限大,则根据电路串联规律,电压主要分布在电阻所在电路两端.也可以近似地认为,变阻器两端电压与电源电压相等.那么两个灯L1和L2两端的电压为零,这与题干提出的条件、现象相符.所以,该选项正确.综上,正确答案为D.
2.2 数学推导法
数学推导法是指根据题干已知条件,结合已学物理知识,找到未知条件、已知条件之间的逻辑关系,并准确列出计算式,完成推导、计算.
例如 如图2所示,用平行于斜面的力F,将重力为G的物体沿着长度为L的,高为h的斜面匀速拉到斜面顶端.这时物体所受摩擦力为f,试求f的表达式.
根据题干信息,可知重力所做的功不难求解,有用功的表达式W有用=FGS,重力做功FG=mgh,W额=fs,就可以列出其表达式:W总=W有用+W额,进而可推导出W额=W总-W有用,那么斜面的机械效率为η=W有用/W总,式子联立可得到f=FG(1-η).从这道题目的解析中能够看出学生推导、判断时,应充分根据题干信息,理清有用功功、额外功、总功之间的关系,并结合所学知识功的计算同时、重力、摩擦力等知识筛选出有用的信息,加以运用,列出计算式,进行数学预算,直至得到最终结果.
2.3 极值法
当某个系统处于平衡状态,其中一个或几个量发生变化后,该平衡状态可能会发生变化.如果难以用常规方法解决问题,就可以选择极值法.将某个值推导最大或最小,之后再在极值情况下进行系统分析,找出已知与未知量之间的关系,最终判断出正确选项.
例如 如图3所示,一杠杆在两个力F1、F2的作用下保持平衡,如果按照下列方法进行调整,那么杠杆应当发生怎样的变化:①力F1、F2的作用点分别移项支点相同的距离;②力F1、F2作用分别远离支点同样的距离;③力F1、F2同时缩小等量的力;④力F1、F2同时增大等量的力.
首先,根据题干信息可知,原有的杠杆在保持水平.那么根据杠杆平衡原理,左右两边的力矩与力臂乘积应相等.即F1l1=F2l2.从图中可以看出l1<l2,那么可得到F1>F2,接下来,就可以用极值法解决下列四个问题.针对问题①,假设两个力同时向支点移动相同的距离为d ,那么左右两边的力矩与力臂乘积变为:F1(l1-d)、F2(l2-d).显然,无法判断这两个值是否相等,杠杆是否仍能保持平衡,是否发生运动.所以,我们要用极限法,假设它们所移动的距离为l1,这时F1的力臂为零,且乘积也为零.而此时的F2力臂不为零,乘积也不为零.那么可知左端力矩与力臂乘积必小于右端,杠杆左端会往上翘,右端则会往下降.针对问题②,这时就可以按照解决问题①的思路解决问题②,直接运用极限法,认为远离支点的距离为很大,可以近似地忽略l1、l2.这时因为F1>F2,所以F1与力臂的乘积要大于F2其力臂的乘积.则右端会上升,左端会下降.针对问题③,仍可采用极限法解决.假设两边减小的力为F2,则此时右端的力为零,那么力与力矩的乘积也为零.则左端力与力矩乘积一定大于右端,这时杠杆左端会下降,右端会上翘.针对问题④,可假设同时增加的力为无限大,那么两边力可近似地认为相等.又l1<l2,所以左端力与力矩的乘积会小于右端的力矩与力的乘积,那么杠杆右端会下降,左端会上升.从这道题目的解析中能够看出,应用极限法解决问题还是非常简单.但需要注意的是学生一定要准确找到分析对象,合理假设无限大或无限小的情境,保证所创设情境能有效解决题干所提出的问题.
2.4 函数法解题
物理、数学同属于理工科,许多方法、思路都比较类似.比如极限法、公式法、函数法,在物理、数学解题中都有所应用.
应用函数解决物理问题,可以降低学生思维难题,提升学生的解题效率.尤其是可以缩短解题时间,保证解题质量.另外,函数不仅仅可应用在物态变化解题中,还可以应用在电路、运动学等题目的解题中.所以,学生要多练多总结,充分了解函数解题法的优缺点、适用范围,并熟练掌握函数解题法的应用技巧,以便在后续解题中能随时调用.
3 结语
总而言之,提高学生解题能力的关键是加大学生解题思维的培养力度,使其形成稳固的思维意识,在解题中能自主运用所学、常见解题思路,快速完成解題.另外,考虑到初中物理学科知识的理论性、抽象性,教师应建立长效机制,持续强化学生解题思维、能力的培养,使其逐渐吸收、内化各种方法,最终实现解题能力的提升.
参考文献:
[1]李晓红.初中物理教学中学生解题能力的培养策略[J].数理天地(初中版),2023(10):37-39.
[2]徐静然.初中物理课堂中图形结合解题方法的运用[J].数理天地(初中版),2023(10):21-22.