刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
高中物理力学解题技巧刍议
【作者】 陈俊涛
【机构】 新疆和田地区实验中学
【正文】 力学历来是高考物理学科命题的重点,同时也是学生高中学习的难点之一。力学题型涉及面广,考查的内容又多,教学中我们经常会听到学生抱怨:看见力学试题不知从何下手,不知道怎么对物体进行受力分析,理解不了题意等等。要想提高高考得分率,在考试中能够快捷、准确地进行解题,就需要学生多方面综合能力的提高,尤其是力学解题思路要清晰。作者结合自己多年的高中物理教学经验,对高中物理力学的解题思路从以下诸多方面进行分析。
一、准确界定物理概念
高中物理力学的学习中,很大部分是对概念的学习,而对力学中核心概念的学习理解则更是重中之重。一般中学生对于物理力学中的核心概念理解较浅,尚不能完整构建出正确的相关概念,对牛顿力学及涉及的动力学问题理解模糊,无法应用。力学的研究对象就是运动的客观规律及其运用。为此,力学中引入了很多概念,并得到了很多由这些概念所构成的规律。对于任何一门课,仅仅只是死记硬背其基本的概念和定理,是不可能进一步地掌握其深层次内涵并加以合理运用的,物理更是如此。对一个概念的来龙去脉和准确定义的把握显然是非常重要的,这可以避免一些相似概念的混淆,对新的概念、定义、公式的含义,要用自己的语言表述出来。这样学生自身才能对它们成立的条件、关键的步骤、推理的技巧等有深刻的理解。例如:速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量,一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们都有严格的界定。
二、剖析研究对象,建立物理模型
所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析和物理状态的分析,首先根据题目的环境和要解决的问题明确研究对象,题上给出的是一个物体还是两个或多个相关联的物体,题目大凡都以解决物体的时间、形态、状态为目的。将研究对象从周围众多物体中独立出来。确定物体的初、末状态,根据题意推出物体处于什么状态?做什么运动?在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动)和非平衡状态(变速运动),物体处于何种状态由所受的合力决定,物体的受力与运动状态密不可分。这样就形成了一定条件下的清晰的物理图景。再画出物体的受力示意图(通常按重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序)和物体运动过程的草图。物体在某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。在力学学习中,对物体进行受力分析是一切其他研究的基础,不管是静力学、动力学、天体运动、简谐运动、浮力还是以后要学到的电与磁,都不可避免地需要运用受力分析。只有让学生明白了这一点,才会把握好对受力分析的学习的重要性,并在适当的时候运用它。这里需强调的是牛顿三大运动定律是整个力学的基础与核心,在很多题目中都可以运用它们进行分析。
三、运用规律、合理选取求解力学问题的“金钥匙”
高中力学规律主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。部分学习能力较差的学生易把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,这就需要学生对已建立的解题信息加以适当选择。可以根据物理过程选择规律、从已知条件选择物理规律、从解题结果检验物理规律选择的合理性等。
解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点)。这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”。具体操作建议是:(1)研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系(或涉及加速度)时,一般用力的观点解决问题;(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般优先选用动量定理,涉及功和位移时优先考虑动能定理;(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用时,优先考虑两大守恒定律,特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律。一般来说,用动量观点、能量观点比用力的观点解题简便,因此在解题时优先选用这两种观点;但在涉及加速度问题时就必须用力的观点。有些问题,用到的观点不只一个,特别像高考中的一些综合题,常用动量观点和能量观点来联合求解,或用动量观点与力的观点联合求解,有时甚至三种观点都采用才能求解,因此,三种观点不要绝对化。
四、做好学生心理辅导,减少非智力因素的影响
每个人都有一种自我实现、获取承认、取得成功的愿望和需要。成功时,会情绪高昂、兴趣倍增;多次努力仍然失败时,就会产生畏难情绪,影响积极性。在力学解题全过程中教师做到有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,这样学生的心理障碍才可以逐步达到排除。同时给学生创造一个成功的机会,也是提高学习情绪的一种有效方法。在教学中,可以结合教材和学生实际,设置教学内容的层次与梯度,适应学生的智力发展创设更多的条件让每个学生都能取得学习上的成功,使他们获得心理上的满足。例如,在设置课堂提问的内容与对象时,可根据不同的学生提出不同的问题,难的问题不应提问差生,以免他们由于答不出而处于尴尬的境地,从而产生自卑感。在布置作业时,要根据不同的班级、不同的学生布置不同层次的题目,使不同层次的学生都能获得成功的喜悦。在每单元授课完后,要认真进行单元归类复习,精心设计测试题,对于较难的题目在复习时可进行一些暗示,对差班甚至不惜“漏题”,使他们在复习时具有针对性,在测试时获得一定的成功,从而激发和巩固他们的学习兴趣。
总之,在学生初步掌握了正确的力学解题策略后,不要以为万事大吉,而是趁热打铁,让学生反复练习以达到自动化水平。在高考如此紧张的氛围中,学生要在很短的时间内做出正确的反应,他的思维、动作必须达到自动化的水平。因此在平时一定要让学生按程序思考问题。对学生解答不了的问题,不能代替学生怎么思考,怎么解答,而是启发他们按规范的解题步骤,一步步分析问题并最终解决。
一、准确界定物理概念
高中物理力学的学习中,很大部分是对概念的学习,而对力学中核心概念的学习理解则更是重中之重。一般中学生对于物理力学中的核心概念理解较浅,尚不能完整构建出正确的相关概念,对牛顿力学及涉及的动力学问题理解模糊,无法应用。力学的研究对象就是运动的客观规律及其运用。为此,力学中引入了很多概念,并得到了很多由这些概念所构成的规律。对于任何一门课,仅仅只是死记硬背其基本的概念和定理,是不可能进一步地掌握其深层次内涵并加以合理运用的,物理更是如此。对一个概念的来龙去脉和准确定义的把握显然是非常重要的,这可以避免一些相似概念的混淆,对新的概念、定义、公式的含义,要用自己的语言表述出来。这样学生自身才能对它们成立的条件、关键的步骤、推理的技巧等有深刻的理解。例如:速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量,一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们都有严格的界定。
二、剖析研究对象,建立物理模型
所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析和物理状态的分析,首先根据题目的环境和要解决的问题明确研究对象,题上给出的是一个物体还是两个或多个相关联的物体,题目大凡都以解决物体的时间、形态、状态为目的。将研究对象从周围众多物体中独立出来。确定物体的初、末状态,根据题意推出物体处于什么状态?做什么运动?在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动)和非平衡状态(变速运动),物体处于何种状态由所受的合力决定,物体的受力与运动状态密不可分。这样就形成了一定条件下的清晰的物理图景。再画出物体的受力示意图(通常按重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序)和物体运动过程的草图。物体在某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。在力学学习中,对物体进行受力分析是一切其他研究的基础,不管是静力学、动力学、天体运动、简谐运动、浮力还是以后要学到的电与磁,都不可避免地需要运用受力分析。只有让学生明白了这一点,才会把握好对受力分析的学习的重要性,并在适当的时候运用它。这里需强调的是牛顿三大运动定律是整个力学的基础与核心,在很多题目中都可以运用它们进行分析。
三、运用规律、合理选取求解力学问题的“金钥匙”
高中力学规律主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。部分学习能力较差的学生易把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,这就需要学生对已建立的解题信息加以适当选择。可以根据物理过程选择规律、从已知条件选择物理规律、从解题结果检验物理规律选择的合理性等。
解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点)。这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”。具体操作建议是:(1)研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系(或涉及加速度)时,一般用力的观点解决问题;(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般优先选用动量定理,涉及功和位移时优先考虑动能定理;(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用时,优先考虑两大守恒定律,特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律。一般来说,用动量观点、能量观点比用力的观点解题简便,因此在解题时优先选用这两种观点;但在涉及加速度问题时就必须用力的观点。有些问题,用到的观点不只一个,特别像高考中的一些综合题,常用动量观点和能量观点来联合求解,或用动量观点与力的观点联合求解,有时甚至三种观点都采用才能求解,因此,三种观点不要绝对化。
四、做好学生心理辅导,减少非智力因素的影响
每个人都有一种自我实现、获取承认、取得成功的愿望和需要。成功时,会情绪高昂、兴趣倍增;多次努力仍然失败时,就会产生畏难情绪,影响积极性。在力学解题全过程中教师做到有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,这样学生的心理障碍才可以逐步达到排除。同时给学生创造一个成功的机会,也是提高学习情绪的一种有效方法。在教学中,可以结合教材和学生实际,设置教学内容的层次与梯度,适应学生的智力发展创设更多的条件让每个学生都能取得学习上的成功,使他们获得心理上的满足。例如,在设置课堂提问的内容与对象时,可根据不同的学生提出不同的问题,难的问题不应提问差生,以免他们由于答不出而处于尴尬的境地,从而产生自卑感。在布置作业时,要根据不同的班级、不同的学生布置不同层次的题目,使不同层次的学生都能获得成功的喜悦。在每单元授课完后,要认真进行单元归类复习,精心设计测试题,对于较难的题目在复习时可进行一些暗示,对差班甚至不惜“漏题”,使他们在复习时具有针对性,在测试时获得一定的成功,从而激发和巩固他们的学习兴趣。
总之,在学生初步掌握了正确的力学解题策略后,不要以为万事大吉,而是趁热打铁,让学生反复练习以达到自动化水平。在高考如此紧张的氛围中,学生要在很短的时间内做出正确的反应,他的思维、动作必须达到自动化的水平。因此在平时一定要让学生按程序思考问题。对学生解答不了的问题,不能代替学生怎么思考,怎么解答,而是启发他们按规范的解题步骤,一步步分析问题并最终解决。