物理課本習(xí)題的高效利用

李曉軍

習(xí)題教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，它對(duì)幫助學(xué)生理解物理概念和物理知識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，掌握物理知識(shí)和物理方法，形成良好思維模式和思維習(xí)慣具有重要作用。在高校選拔人才主要通過(guò)高考進(jìn)行的今天，搞好習(xí)題教學(xué)具有很現(xiàn)實(shí)的意義。但有些物理教師有一種看法，那就是物理課本容易，高考試題難，僅做物理課本上的習(xí)題不能滿足高考的要求。因此，許多教師在教學(xué)時(shí)往往丟開(kāi)教科書(shū)，給學(xué)生講練大量的教輔資料，以防學(xué)生“吃不飽”。用“題海戰(zhàn)術(shù)”來(lái)提高學(xué)生的解題水平，讓學(xué)生深陷入“題海”的泥潭而不堪負(fù)重。

我認(rèn)為那種脫離課本，大量補(bǔ)充習(xí)題的做法是事倍功半的。因?yàn)榱?xí)題是教材的重要組成部分，教材編寫(xiě)者安排的習(xí)題對(duì)課堂教學(xué)始終有著導(dǎo)向和評(píng)價(jià)的作用。如果教師能夠把課本中的習(xí)題進(jìn)行分析、琢磨，對(duì)習(xí)題做適當(dāng)?shù)淖儞Q和進(jìn)一步的引伸拓展，讓學(xué)生在課堂中進(jìn)行深人討論，讓?xiě)?yīng)試的內(nèi)容在課后習(xí)題的講練與討論中掌握，或許可以緩解學(xué)生對(duì)知識(shí)的簡(jiǎn)單重復(fù)的枯燥厭惡情緒，達(dá)到舉一反三、事半功倍、減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)之效。

另外，緊扣書(shū)本，充分利用課后習(xí)題，可以讓知識(shí)前后連貫更緊密，有利于學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)形成一個(gè)完整的體系，對(duì)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題起到示范作。例如：第七章機(jī)械能守恒定律第九節(jié)課后習(xí)題：[見(jiàn)人教版高中《物理》（必修2）p74]

游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來(lái)。我們把這種情況抽象為如圖所示模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，使小球從弧形軌道上端滾下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要h大于一定值，小球就可以順利通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)。如果已知圓軌道的半徑為R，h至少要多大？（不考慮摩擦阻力）

本習(xí)題首先起到了承上啟下功能習(xí)題，回顧了受力分析、曲線運(yùn)動(dòng)中一般的曲線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，重力和彈力做功情況分析及機(jī)械能守恒條件等以前學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也為以后學(xué)習(xí)電磁學(xué)中的曲線運(yùn)動(dòng)和能量問(wèn)題作了鋪墊.可以說(shuō)聯(lián)系了新舊知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)創(chuàng)設(shè)了“最近發(fā)展區(qū)”，有利于知識(shí)的正遷移.其次本習(xí)題還起到了補(bǔ)償示范作用，課后習(xí)題的求解過(guò)程對(duì)學(xué)生的解題過(guò)程進(jìn)行規(guī)范、矯正，如首先要分析過(guò)程，建立模型，必要的示意圖，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題等等。

總而然之，如果能把課后習(xí)題有效、高效地利用起來(lái)，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生的解題能力都大有好處。在此，本人就如何高效利用教材課后習(xí)題談?wù)勛约旱姆椒ê鸵?jiàn)解：

一、改變題設(shè)條件，使學(xué)生準(zhǔn)確理解概念和規(guī)律

例如：在第五章曲線運(yùn)動(dòng)第3節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律[見(jiàn)人教版高中《物理》（必修2）p10]中，有一習(xí)題：

在一次摩托車(chē)跨越壕溝的表演中，摩托車(chē)從壕溝的一側(cè)以速度v=40m/s沿水平方向飛向另一側(cè)，壕溝的寬度及兩側(cè)的高度如圖所示。摩托車(chē)前后軸1.6m，不計(jì)空氣阻力。

摩托車(chē)是否能越過(guò)壕溝？請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明。

（2）如果摩托車(chē)能越過(guò)壕溝，它落地的速度是多大？落地速度的方向與地面的夾角是多大（可用這個(gè)角的三角函數(shù)表示）？

解：（1）摩托車(chē)能越過(guò)壕溝。摩托車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)，

在豎直方向位移為：y＝1.5m＝

經(jīng)歷時(shí)間：

在水平方向位移x＝vt＝40×0.55m＝22m＞20m

所以摩托車(chē)能越過(guò)壕溝。

（2）摩托車(chē)落地時(shí)：

在豎直方向的速度為vy＝gt＝9.8×0.55m/s＝5.39m/s

在水平方向的速度為vx＝v＝40m/s

摩托車(chē)落地時(shí)的速度：

摩托車(chē)落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角為θ，

tanθ＝vx／vy＝405.39＝7.42

改變條件：（1）如果壕溝右側(cè)離水平面高度為7.5米，摩托車(chē)能越過(guò)壕溝，摩托車(chē)沿水平方向的初速度v1至少要多大？

（2）如果壕溝右側(cè)離水平面高度為7.5米，要使摩托車(chē)著地時(shí)速度方向與地面成30度角，摩托車(chē)沿水平方向的初速度v2至少要多大？（g=10m/s2）

解：（1）摩托車(chē)能越過(guò)壕溝。摩托車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)，

在豎直方向位移為：y＝ ①

在水平方向位移:x＝v1t②

由①、②解得v1=10m/s

（2）摩托車(chē)落地時(shí)：

在豎直方向的速度為vy＝gt ③

在水平方向的速度為vx＝v2④

摩托車(chē)落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角為θ，

tanθ＝v2/vy ⑤

由③、④、⑤解得v2=17.3m/s

通過(guò)引伸的2個(gè)問(wèn)題使學(xué)生能更進(jìn)一步理解和掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能更熟練的運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的求解有關(guān)日常生活中的平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。以后學(xué)生只要一看見(jiàn)平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題就會(huì)知道此類(lèi)問(wèn)題要把平拋運(yùn)動(dòng)分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析處理。

二、增加設(shè)問(wèn)，使學(xué)生把前后知識(shí)連貫起來(lái)

課本上的習(xí)題，往往針對(duì)本節(jié)所講的概念和規(guī)律而設(shè)問(wèn)的，著重本節(jié)所講的解題方法的應(yīng)用，我們擴(kuò)展一下，可把前后知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。例如：楞次定律課后習(xí)題：[見(jiàn)人教版高中《物理》（選修3-2）p14]

1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類(lèi)歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。據(jù)說(shuō)，在法拉第表演他的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)時(shí)，一位貴婦人問(wèn)道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？”法拉第回答道：“夫人，一個(gè)剛剛出生的嬰兒有什么用呢？”

如圖所示是這個(gè)圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣接觸。使銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)。

（1）說(shuō)明圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的原理。

（2）圓盤(pán)如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)判斷通過(guò)R的電流方向

答：（1）圓盤(pán)中任意一根半徑CD都在切割磁感線，這半徑可以看成一個(gè)電源，根據(jù)右手定則可以判斷，D點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)高，也就是說(shuō)，圓盤(pán)邊緣上的電勢(shì)比圓心電勢(shì)高。

（2）根據(jù)右手定則判斷，D點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)高，所以流過(guò)電阻R的電流方向自下向上．

學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律后，增加設(shè)問(wèn)：設(shè)半徑為r，轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

解：E=Br2ω/2

雖然只是增加了一個(gè)問(wèn)題，但是卻把以前學(xué)習(xí)的圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和法拉第電磁感應(yīng)定律有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)了，既讓學(xué)生復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，又讓學(xué)生對(duì)新知識(shí)有了一次具體應(yīng)用的機(jī)會(huì)。

三、一題多解，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)工具解物理問(wèn)題的能力

例如：在第四章“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”第6節(jié)“用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（一）”一節(jié)中有習(xí)題：[見(jiàn)人教版高中《物理》（必修2）p85]

民航客機(jī)一般都有緊急出口，發(fā)生意外緊急情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開(kāi)緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地上。若機(jī)艙口下沿距地面3.2m，氣囊所構(gòu)成的斜面長(zhǎng)度為5.5m，一個(gè)質(zhì)量60kg的人沿氣囊滑下時(shí)所受的阻力是240N，人滑至氣囊底端時(shí)速度有多大？

解：人在氣囊上下滑的加速度為：

滑至底端時(shí)的速度為：

學(xué)習(xí)動(dòng)能定理后，再把這道題要求學(xué)生用動(dòng)能定理來(lái)求解。

解：人在下滑過(guò)程中，重力和阻力做功，設(shè)人受到的阻力為f，

根據(jù)動(dòng)能定理W＝ΔEk，

WG+Wf＝

mgh－fs＝

解方程得：vt＝4m/s≈5.66m/s

事實(shí)上，教材也是這樣要求的。這一道題要求學(xué)生用2種方法求解有什么好處，首先拓展了學(xué)生的思維，讓學(xué)生知道事實(shí)上一個(gè)物理問(wèn)題可以從多個(gè)角度來(lái)理解，當(dāng)然也就可以用多種方法來(lái)求解。這樣的問(wèn)題思考多了以后學(xué)生再碰到類(lèi)似的問(wèn)題時(shí)，如果從這個(gè)角度不能解決問(wèn)題時(shí)，他們就會(huì)想到這問(wèn)題或許可以用其他的角度來(lái)解決問(wèn)題，學(xué)生思維的靈活性既然而然就得到了很好的訓(xùn)練。此次，在學(xué)生用2種方法求解后，再要求學(xué)生比較一下2種方法孰優(yōu)孰劣，學(xué)生一眼就可看出用動(dòng)能定理解題方便簡(jiǎn)潔得多，只需要考慮物體的初、末狀態(tài)，而不必考慮物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。學(xué)生在經(jīng)過(guò)這樣的比較后就會(huì)得出這樣的結(jié)論：如果問(wèn)題可以用動(dòng)能定理求解那就不要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解，這樣一來(lái)學(xué)生思維的嚴(yán)密性也得到了很好的訓(xùn)練。另外，一題多解的過(guò)程中，學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力不知不覺(jué)就提高了。

四、把課后習(xí)題與高考真題聯(lián)系起來(lái)

一些高考真題往往都可以在教材課后習(xí)題找到影子，也就是說(shuō)，一些高考真題就是課后習(xí)題的拓展和引伸。告訴學(xué)生這個(gè)事實(shí)不僅是教師對(duì)課后習(xí)題的個(gè)人重視，而且會(huì)引起學(xué)生的重視。例如：選修第三章磁場(chǎng)第四節(jié)“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”課后習(xí)題：[見(jiàn)人教版高中《物理》（選修3-1）p94]

如圖所示為電流天平，可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)n=9，線圈的水平邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過(guò)電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時(shí)需要在左盤(pán)中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。

（1）導(dǎo)出用已知量和測(cè)量得到的量n、m、L、I計(jì)算B的表達(dá)式。

（2）當(dāng)L=10.0cm， I=0.10A， m=8.78g時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？

答：（1）設(shè)電流方向未改變時(shí)，等臂天平的左盤(pán)內(nèi)砝碼質(zhì)量為m1，右盤(pán)的質(zhì)量為m2，則由等臂天平的平衡條件，有：

m1g=m2g-nBIL

電流方向改變后，同理可得：

(m+m1)g=m2g+nBIL

兩式相減，得B=mg/2nIL

（2）將n=9，I=0.10A，L=10.0cmm=8.78mg 代入B=mg/2nIL

得B=0.48T

說(shuō)明：把安培力的知識(shí)與天平結(jié)合，可以“稱出”磁感應(yīng)

學(xué)生做此題前教師就告訴他們此題實(shí)際上就是1993年的一道高考試題變形而來(lái)。學(xué)生一聽(tīng)肯定馬上就會(huì)提起興趣，因?yàn)閷W(xué)生最關(guān)心的事情莫過(guò)于與高考有關(guān)的事情了。學(xué)生有了興趣思考問(wèn)題的積極性就提高了。在學(xué)生解題后教師還要不要忘記告訴學(xué)生：事實(shí)上一些高考題就是課后習(xí)題的拓展和引伸。這樣學(xué)生當(dāng)然就會(huì)重視教材以及教材后的習(xí)題了。

課本后的習(xí)題都編的很好，像前面所列舉的那樣習(xí)題還很多，限于篇幅這里不再一一介紹。這就是說(shuō)，我們講習(xí)題不能像鉗工師傅教徒弟那樣，經(jīng)驗(yàn)式的，我這樣干，你看著我照著干就行，要教給他們解題思路、思維方法，進(jìn)而上升為解題理論，這就要求教師要不斷地學(xué)習(xí)，要刻苦地鉆研，多看書(shū)，多看雜志，教師的書(shū)多才能使學(xué)生的書(shū)少。

總而言之，我們的物理教學(xué)，不能脫離課本，不能遠(yuǎn)離課本。教師和同學(xué)要抓住課本不放，把課本用好、用活、用充分，用細(xì)、用實(shí)、用出成效，這樣才能事半功倍。