周永康?張臣?鄭澤偉?黃展
[摘 要]本文提出了一個“提高分析物理問題和解決物理問題的能力”的方法。即通過回答“五問”來提高能力。當我們面對一個物理問題時,首先要回答五個問題:對誰?在哪兒?用什么規(guī)律?怎么用?用對了嗎?用這個思路分析問題,能夠較為迅速地提高能力。
[關鍵詞]五問;能力
怎樣解決較為復雜的物理問題?怎樣提高分析問題和解決問題的能力?“五問法”是提高物理解題能力的好方法。
“五問”分別是:對誰?在哪兒?用什么規(guī)律?怎么用?用對了嗎?
一問:對誰?
就是選擇研究對象。如:是對整體?還是對部分?有時通過巧妙選擇研究對象,可以迅捷解題。有些習題還要變換研究對象。
物理習題中常有三種情形,即單個問題進行多個過程;多個物體進行一個過程;多個物體進行多個過程。遇此,選擇和變換研究對象就顯得非常重要了。
二問: 在哪兒?
就是選擇研究過程或位置(時刻)。如:是對全程研究?還是分段去研究?是對一個過程研究?還是對某一個位置(時刻)研究?
有些規(guī)律只能在某一時刻應用,如;牛頓第二定律(勻變速運動中,只不過是各個時刻表達式的形式一樣罷了),有些規(guī)律只能就某一過程運用,如動能定理。
這就要求解題者必需分析題目中有多少個物理過程;每個過程物體做什么運動; 運動過程中的一些關鍵位置(時刻)是哪些。
清晰地知道“在哪兒”,對研究問題十分重要,只有對習題分析清楚了和對所用規(guī)律正確理解了,才能做到。
較為復雜的問題,需要巧妙選擇研究過程以及變換研究過程。
三問:用什么規(guī)律?
就是選擇規(guī)律解決問題。當學習了不同的定理定律后,就面臨選擇規(guī)律的問題。一般地,先選守恒律(機械能守恒定律、動量守恒和能量守恒定律等),次選動能定理、動量定理和功能關系等,最后考慮選用牛頓運動定律。當然這不是絕對的,只要能簡便快捷地解決問題就行。
每個規(guī)律都有它的成立條件和適用范圍,這是選擇規(guī)律時尤其要注意的。
四問:怎么用?
每個規(guī)律都有它特定的使用方法和運用時的注意事項。因此要掌握所選規(guī)律怎么用。
五問:用對了嗎?
就是做完題后的檢查、討論、歸納、總結(jié)等。要培養(yǎng)做完題后反思的習慣。要檢查做得對不對;有些習題的結(jié)果還需要討論或者取舍;重要的是,做完題后要歸納總結(jié),掌握方法技巧,把握解題規(guī)律。
同時,如果把“五問”的回答結(jié)果寫出來,往往就是規(guī)范的解題過程。
【示題】 如圖所示,A、B兩球質(zhì)量均為m,其間有壓縮的輕短彈簧處于鎖定狀態(tài)(A、B兩球與彈簧兩端接觸但不連接).彈簧的長度、兩球的大小均忽略,整體視為質(zhì)點,該裝置從半徑為R的豎直光滑圓軌道左側(cè)與圓心等高處由靜止下滑,滑至最低點時,解除對彈簧的鎖定狀態(tài)之后,B球恰好能到達軌道最高點。
(1)求:彈簧處于鎖定狀態(tài)時的彈性勢能E彈
(2)問:A球向哪一側(cè)上升多高?
【思考與解答】
(1)【思考】第一問:對誰?小球B。
第二問:在哪兒?位置——最高點以及過程——解除鎖定后,到軌道最高點。
第三問:用什么規(guī)律?牛頓第二定律和機械能守恒定律。
【解答】(1)小球B解除鎖定后,到軌道最高點的速度為 ,據(jù)牛頓第二定律和機械能守恒定律有
【 思考】 第四問:怎么用?合力提供向心力,產(chǎn)生向心加速度
【思考】第四問:怎么用?最低點的總機械能等于最高點的機械能
【思考】 第一問:對誰?A、B系統(tǒng)。
第二問:在哪兒?從下滑時刻到運動到圓軌道最低點未解除鎖定時。
第三問:用什么規(guī)律?機械能守恒定律。
【解答】設A、B系統(tǒng)滑到圓軌道最低點未解除鎖定時速度為v0,根據(jù)機械能守恒定律得【思考】第四問:怎么用?釋放時的總機械能等于最低點的總機械能
【思考】 第一問:對誰?系統(tǒng)A、B。
第二問:在哪兒?解除鎖定的過程。
第三問:用什么規(guī)律?動量守恒定律和機械能守恒定律 。
【解答】 解除彈簧鎖定后A、B的速度分別為vA、vB,彈性勢能為E彈,在解除鎖定的過程中據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律有
【思考】第四問:怎么用?設向右為正方向,即將解除鎖定時刻的總動量等于剛解除鎖定完畢時刻的總動量 。
【思考】第四問:怎么用?解鎖前的總機械能等于解鎖后的總機械能 。
解得:故A球向右側(cè)運動
(2)【思考】第一問:對誰?小球A。
第二問:在哪兒?從最低點到水平直徑右端。
第三問:用什么規(guī)律?機械能守恒定律。
【解答】(2)假設A剛好上升到水平直徑的右端,設其在最低點速度為v臨,從最低點到水平直徑右端,據(jù)機械能守恒定律有
解得:
所以A球上升的高度小于半徑R,速度就等于零了。設A上升的高度為h,據(jù)機械能守恒定律有 得
【思考】第四問:怎么用?上述兩個機械能守恒的方程都是應用初末兩個狀態(tài)的機械能相等。
這道例題通過回答“五問”中的前四問,順暢地給出了解答,做完后,還要回答第五問,即檢查做得對不對,并總結(jié)反思。長此以往,能力就提高了。
作者簡介:周永康(1963-),男,理學學士,湖北省襄陽市第四中學高級教師,系襄陽市“隆中名師”,學科帶頭人,教育科研學術帶頭人。系省市物理學會、創(chuàng)新學會成員。endprint