培養(yǎng)物理思維提高復(fù)習(xí)效能

孫軍

中圖分類號(hào)：G633.7 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1992-7711（2019）01-0049

筆者認(rèn)為，高考物理考查學(xué)生的能力要求可用以下一首通俗易懂的《學(xué)好物理》打油詩(shī)來(lái)比喻和概括。

《學(xué)好物理》

學(xué)好物理并不難，能看圖表懂一半

分析因果講邏輯，掌握模型巧判斷

學(xué)以致用考能力，學(xué)習(xí)體驗(yàn)要重視

規(guī)范解題三步曲，分步列式得高分

每接手一個(gè)新的班級(jí)，第一節(jié)課筆者都會(huì)在黑板上寫下這首《學(xué)好物理》的打油詩(shī)。從第一節(jié)課就有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生良好的物理思維，并把這種思想貫穿于今后的教學(xué)過(guò)程，特別是高三物理試卷的講評(píng)課。

一、學(xué)好物理并不難，能看圖表懂一半——獲取和解讀物理信息

圖像題一直是近幾年高考物理的熱點(diǎn)內(nèi)容。用圖像來(lái)描述兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，是物理學(xué)中常用的方法，是一種直觀且形象的語(yǔ)言和工具。它運(yùn)用數(shù)和形的巧妙結(jié)合，恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)各種現(xiàn)象的物理過(guò)程和物理規(guī)律。筆者認(rèn)為運(yùn)用圖象解題的能力可歸納為以下兩個(gè)方面。

1. 讀圖

（1）利用圖像告知函數(shù)關(guān)系。（2）利用圖像描述物理過(guò)程。（3）利用圖像隱藏物理信息。

2. 作圖和用圖

（1）利用圖像分析物理過(guò)程。（2）利用圖像解決物理問(wèn)題。（3）利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

二、分析因果講邏輯，掌握模型巧判斷——調(diào)動(dòng)和運(yùn)用物理知識(shí)

物理原理的應(yīng)用和物理問(wèn)題的分析均具有一定的規(guī)律性，學(xué)習(xí)時(shí)可根據(jù)這些規(guī)律，適當(dāng)建立物理模型，如動(dòng)力學(xué)中比較典型的有斜面模型、傳送帶模型等。在影響物理事物、現(xiàn)象形成發(fā)展的眾多因素中，總有起主導(dǎo)作用的因素。指導(dǎo)學(xué)生在回答問(wèn)題時(shí)，應(yīng)盡量把主導(dǎo)因素放在最前面。在對(duì)因果聯(lián)系密切的事物進(jìn)行分析時(shí)，一定要講究條理，或由因索果，或由果溯因，層層深入，切莫亂序。把一系列類似的題目通過(guò)模型構(gòu)建起來(lái)，可以培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

模型一：斜面模型

模型特征：物理中的斜面，通常不是題目的主體，而只是一個(gè)載體，即處于斜面上的物體通常才是真正的主體，斜面既可能光滑，也可以粗糙;既可能固定，也可以運(yùn)動(dòng)。

1.斜面光滑

例：如圖所示，傾角為θ的斜面體質(zhì)量為M，斜面光滑、長(zhǎng)為L(zhǎng)，始終靜止在粗糙的水平面上，有一質(zhì)量為m的物塊由靜止開始從斜面頂端沿斜面加速下滑，在物塊下滑過(guò)程中，求：

（1）分別畫出物塊和斜面體的受力示意圖;

（2）物塊的加速度、到達(dá)斜面底端的時(shí)間和速度;

（3）斜面體受到水平面的支持力和摩擦力。

思考：若物塊的質(zhì)量增加？若加一個(gè)豎直力？若加一個(gè)水平力？若加一個(gè)平行斜面的力？

2. 斜面粗糙

例：如圖所示，傾角為θ的斜面體質(zhì)量為M，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，始終靜止在粗糙的水平面上，有一質(zhì)量為m的物塊輕放在斜面頂端，已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ

（1）分別畫出物塊和斜面體的受力示意圖;

（2）物塊的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和加速度;

（3）斜面體受到水平面的支持力和摩擦力。

思考：若物塊的質(zhì)量增加？若加一個(gè)豎直力？若加一個(gè)水平力？若加一個(gè)平行斜面的力？

總結(jié)：在兩個(gè)物體加速度不同的時(shí)候，適合用隔離法討論解決問(wèn)題。反之，兩個(gè)物體加速度相同，或者均處于平衡狀態(tài)時(shí)，可以考慮采用整體法討論。在兩個(gè)物體加速度不同的時(shí)候，也可以考慮用整體法結(jié)合超失重規(guī)律、分力對(duì)應(yīng)分加速度等規(guī)律討論解決問(wèn)題。加豎直向下的力，在靜止或勻速時(shí)，等效為物體質(zhì)量增加，不會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在加速下滑時(shí)，不等效為物體質(zhì)量的增加，會(huì)增大物體下滑的加速度。無(wú)論物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，加平行斜面的力，都不會(huì)改變物體斜面間的擠壓，不影響滑動(dòng)摩擦，從而不會(huì)改變地面的支持力和摩擦力。

模型二：傳送帶模型

模型特征：皮帶：水平、傾斜、組合;輪：不動(dòng)、順時(shí)針、逆時(shí)針

（1）水平傳送帶模型

（2）傾斜傳送帶模型

總結(jié)：1. 物體在皮帶輪上運(yùn)動(dòng)過(guò)程一般需要進(jìn)行分段。不同段的摩擦力不同，加速度不同。一般突變的時(shí)刻就是物體的速度與皮帶速度相同的時(shí)刻。2. 皮帶對(duì)物體做的功（對(duì)應(yīng)）物體動(dòng)能的變化（對(duì)應(yīng)）摩擦力×物體的位移。3. 物體對(duì)皮帶做的功（對(duì)應(yīng)）皮帶動(dòng)能的損失（對(duì)應(yīng)）電動(dòng)機(jī)補(bǔ)充的能量（對(duì)應(yīng)）摩擦力× 皮帶的位移（對(duì)應(yīng)）物體的動(dòng)能增加量與系統(tǒng)發(fā)熱之和。4. 摩擦力做的總功（對(duì)應(yīng)）系統(tǒng)的發(fā)熱（對(duì)應(yīng)）摩擦力×物體與皮帶的相對(duì)位移。

三、學(xué)以致用考能力，學(xué)習(xí)體驗(yàn)要重視——論證和探討物理問(wèn)題

現(xiàn)在的高考物理命題非常重視理論聯(lián)系實(shí)際，在反映科技進(jìn)步、闡釋實(shí)際生活、透視社會(huì)熱點(diǎn)等方面作了大膽嘗試。因?yàn)檫@類試題往往能較為有效地考查考綱提出的五個(gè)力面的能力。同時(shí)，處理這類問(wèn)題能直接反映出考生的科學(xué)素養(yǎng)，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的教育理念，預(yù)測(cè)聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題將是高考考查能力的一大亮點(diǎn)，所以不僅要求考生關(guān)注課本知識(shí)，對(duì)社會(huì)、科技的熱點(diǎn)也應(yīng)有所關(guān)注。近年來(lái)，有關(guān)“社會(huì)熱點(diǎn)”的試題經(jīng)常在高考試卷中出現(xiàn)。這類試題一般具有“高起點(diǎn)、低落點(diǎn)”的特點(diǎn)，有利于考查考生的綜合素質(zhì)。

例：小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長(zhǎng)L=0.1m，豎直邊長(zhǎng)H=0.3m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0T，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0-2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量。（重力加速度取g=10m/s2）

（1）為使電磁天平的量程達(dá)到0.5kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？

（2）進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2=100匝、形狀相同的線圈，總電阻R=10Ω，不接外電流，兩臂平衡，如圖2所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪=0.1m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。

該題“電磁天平”源自選修3-1教材，試題源于教材而又高于教材。試題關(guān)注實(shí)際生活關(guān)注科技前沿，因此學(xué)生在備考過(guò)程中除了要牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)外，還要關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)問(wèn)題，同時(shí)要注意學(xué)會(huì)用所學(xué)物理知識(shí)和原理分析、解釋物理原理，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。

四、規(guī)范解題三步曲，分步列式得高分——解答和規(guī)范物理試題

每年高考成績(jī)出來(lái)后，總有一些考生對(duì)自己的得分感到失望，甚至差異不小，造成這種結(jié)果的原因很多，但其中的主要原因是解題不規(guī)范造成的。表述不準(zhǔn)確，不完整;書寫不正規(guī)，不清晰;卷面不整潔，不悅目，必然造成失分過(guò)多，達(dá)不到自己理想的成績(jī)。要做到規(guī)范解題要做到以下三步：第一步，思想方法的規(guī)范化;第二步，解題過(guò)程的規(guī)范化;第三步，物理語(yǔ)言和書寫的規(guī)范化。做到上述三步，還要學(xué)會(huì)分步列式，很多學(xué)生喜歡在答題的過(guò)程中用連等式，導(dǎo)致不得分。作為教師來(lái)講，平時(shí)的試卷講評(píng)課一定強(qiáng)調(diào)答題的規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生良好的答題習(xí)慣，形成規(guī)范答題的行為，不能在高考前臨時(shí)抱佛腳。

例：山谷中有三塊石頭和一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)青藤，其示意圖如下。圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn)，O為青藤的固定點(diǎn)，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。開始時(shí)，質(zhì)量分別為M=10kg和m=2kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí)，迅速?gòu)淖筮吺^的A點(diǎn)水平跳至中間石頭。大猴抱起小猴跑到C點(diǎn)，抓住青藤下端，蕩到右邊石頭上的D點(diǎn)，此時(shí)速度恰好為零。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中猴子均可看成質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）大猴從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值;

（2）猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小;

（3）猴子蕩起時(shí)，青藤對(duì)猴子的拉力大小。

基本知識(shí)：平拋規(guī)律、機(jī)械能守恒定律、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)受力分析

基本策略：分段分析

最常見的錯(cuò)誤：漏了小猴的質(zhì)量m

提醒：分段之后要仔細(xì)分析每一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程的對(duì)象是誰(shuí)？受力情況？運(yùn)動(dòng)過(guò)程？功能分析？

基本技能：培養(yǎng)良好習(xí)慣、規(guī)范解題。

（作者單位：浙江省東陽(yáng)市中天高級(jí)中學(xué) 322100）