淺談高中機械能問題的學(xué)習(xí)與解答

王子玉

摘 要：為了解決高中機械能問題的學(xué)習(xí)與解答，深入探究挖掘問題學(xué)生的通病，提出“直觀思維”的觀點，從公式學(xué)習(xí)理解中尋找學(xué)習(xí)突破口，并糾正一些學(xué)生錯誤的學(xué)習(xí)方法與觀念，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹認真、自信積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)要從實際出發(fā)，把握好學(xué)習(xí)鉆研的“度”。通過總結(jié)大量的習(xí)題研究與解答，得出解決機械能問題要善于從物理角度思考，挖掘題目隱含的巧妙不變關(guān)系的解題規(guī)律。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)方法；列式巧妙；抓不變；巧解

機械能問題是近些年來的考試熱點，然而對于這樣一類解答題，大多數(shù)學(xué)生會覺得信息量較大，數(shù)據(jù)繁雜，很難找到突破點，往往無從下手，縱使能夠有所突破，也難以得全分。對于如何解決以上問題，我總結(jié)得出了以下幾點：

1.高中物理學(xué)，從本質(zhì)上來說已經(jīng)有區(qū)別于初中物理，初中物理教學(xué)更多的是將生活中的一些基本物理現(xiàn)象進行總結(jié)與提煉，是物理學(xué)的啟蒙教育。到了高中，由于一些復(fù)雜抽象的物理題在生活中已不再常見，失去了生活經(jīng)驗，往往不是無從下手，百思不得其解，就是脫離理論，得出一些啼笑皆非的答案，針對這種情況，老師在課堂上要強調(diào)理論的重要性，解題評書皆要做到有理有據(jù)，比如：這道題要怎么怎么列式，是根據(jù)什么什么，然后又根據(jù)什么什么，可以得出什么什么。機械能問題需要在腦海中分析動態(tài)過程，尋找條件，憑感覺與生活經(jīng)驗基本不可能，要在學(xué)生的腦海中形成邏輯分析思維，任何一步的推理都需要條件作支撐。這不僅是在機械能問題，也是整個物理學(xué)習(xí)中必須具備的思想。

2.發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生解答題的列式會犯很多錯誤：（1）學(xué)生列式十分死板，有些甚至是課堂板書的課下再現(xiàn)，結(jié)果導(dǎo)致藥不對癥，錯誤連篇。（2）公式大體上正確，卻在細節(jié)上犯錯誤，導(dǎo)致失分。（3）列式繁瑣冗長，不切題意，雖然結(jié)果正確，但費力不討好。機械能問題需要大量列式，公式的熟練掌握對于解題來說極其重要，簡潔的式子含義卻往往豐富，物理的簡潔永恒之美便體現(xiàn)于此。公式的記憶絕不可死記硬背，需要理解性記憶，這樣才能在解題中靈活組合運用。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生真正理解式子以后，就不是在背公式，而是在用舊知識創(chuàng)造新式子，這就好比用棉線來織一件合題目身的衣裳，一旦通曉公式含義，學(xué)生不僅列式更快，錯誤率也更低。物理的公式是具有生命力的，不同的寫法就有不同的解讀，巧妙的寫法就是巧妙的解法。

3.還要強調(diào)一點，就是關(guān)于對物理公式定理學(xué)習(xí)理解的拿捏問題。最近有很多學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)走向了兩個極端，要么是有些學(xué)生對于物理本來就不太在行，成績不是很理想，但他們很有上進心，對待物理也是極其鄭重仔細，生怕學(xué)不好，于是一學(xué)起來如臨大敵，戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，以至于對一些上課時零零碎碎、無關(guān)緊要的細節(jié)也要反復(fù)咀嚼，糾結(jié)半天，反而錯過了重點要點，他們會反反復(fù)復(fù)去問，內(nèi)心總是渴望能夠找到一種感覺，或者是說找到一種最基本的原理，能夠幫助他們完全說通物理的每一個細節(jié)，看穿一切題目本質(zhì)。還有一種情況就是有些學(xué)生看到一些特別聰明的學(xué)生遇到難題隨便拍拍腦門便迎刃而解，上課也不怎么“認真”，成績卻很好，于是熱血一涌，便大呼理論無用，上課無用，然后就一頭扎進題海之中了，想要另起爐灶闖出一片天。結(jié)果可想而知。其實這都反映了一個問題，就是對自身認識不到位，對物理學(xué)習(xí)理解的拿捏程度不到位，前一種是過度擔(dān)心從而否定自身能力，死鉆牛角尖，后一種則是自信心膨脹到忘乎所以，徹底拋棄課堂。這都不對，其實我們要做的，就是要教導(dǎo)學(xué)生在保持一顆對于科學(xué)學(xué)習(xí)的謙虛敬畏之心的同時，還要對自身樹立自信，要善于拿捏二者之間的微妙平衡，再結(jié)合自身現(xiàn)實，踏踏實實地去學(xué)，沒有捷徑，但同時也不是想象中那般“難于上青天”。做到了上面所說的，你就能夠?qū)ξ锢韺W(xué)習(xí)理解有一個“度”的把控，哪些我可以輕松掌握，哪些我還要花時間，問到什么程度就夠了，如果再問下去就是鉆牛角尖。該自信的地方雄起，該謹慎的謹慎，時間與精力也就被合理安排，學(xué)習(xí)也將更輕松、更經(jīng)濟。

在這里，我還根據(jù)自身大量解答機械能問題的經(jīng)驗，總結(jié)出 “抓不變”法，來巧解機械能問題。

所謂抓不變，就是要在充分理解題意、讀懂題意的基礎(chǔ)上，以物理思維思考，充分挖掘題目中的隱含不變關(guān)系，在動中抓不變，利用這些關(guān)系列出方程，同時還要注意巧妙組合條件，恰當(dāng)?shù)剡x取物理模型，進而化繁為簡，得到巧解。在抓不變中要注意三點：

1.強調(diào)充分理解挖掘題意隱含不變關(guān)系，根據(jù)題目特點針對列式，因而不同的題關(guān)系方法也不盡相同，切忌盲目照搬。

2.抓不變法一般從能量或機械能守恒出發(fā)，以物理的眼光思考，尋找不變關(guān)系。然后根據(jù)題目特點單獨列式，強調(diào)列式簡潔巧妙，物理模型選取恰當(dāng)，條件運用充分。列式越簡潔精巧，運算越簡便。很多學(xué)生甚至是老師在解題時僅僅從方程代數(shù)的數(shù)學(xué)角度出發(fā)，往往尋找題目中的未知數(shù)，再根據(jù)未知數(shù)的個數(shù)展列方程，這種做法有時忽視了物理題的本質(zhì)所在，解法失去了物理學(xué)的本味，僅是依靠代數(shù)方法求解，往往丟失了一盞照亮道路的明燈，錯過了巧解的方法。

3.在解題中，先要將解題式子大致框架搭好，再代值計算，先有“骨頭”，再“填肉”，步步遞進，才能有條不紊地解題，不至于出錯。

例：觀察光滑的長軌道形狀，底部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，A，B為質(zhì)量相同的小環(huán)，用長為2R的輕桿相連，套在軌道上，將A，B兩環(huán)的位置靜止釋放，A環(huán)距底部2R。求當(dāng)經(jīng)過半圓環(huán)底部再次上升后離開底部的最大距離。不考慮輕桿與軌道的接觸，即忽視系統(tǒng)機械能的損失。

對于這種題，大多數(shù)學(xué)生會根據(jù)初狀態(tài)等于末狀態(tài)列一個機械能守恒的關(guān)系式求解，但如果能夠深入思考，就會發(fā)現(xiàn)初末狀態(tài)其實只是重力勢能的分布情況有所不同，即AB段的重力勢能減小，平均轉(zhuǎn)移到了A的重力勢能與B在A水平面以下的重力勢能上，而整個重力勢能是守恒的，因而可以列式：Eh求-Eh前=EAB前-EAB后（整體列式，先有骨架），代入數(shù)據(jù)，2mgh求-2mg2R=2mgR-2mgR整理可得h求=（+1）R。

深入思考，狠抓不變，針對性地列式，步步深入，便迎刃而解。在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力，在作業(yè)評講當(dāng)中一題多解一題巧解，開拓學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生能力，才能夠?qū)W會抓不變，巧解題。這也是培養(yǎng)21世紀創(chuàng)新型人才的必經(jīng)之路，是廣大師生努力的新方向。

編輯 張珍珍