物理經(jīng)典模型在高三校本作業(yè)研發(fā)中的應(yīng)用

戴文龍

【摘 要】以學(xué)生學(xué)情為出發(fā)點(diǎn)，以考試大綱為指導(dǎo)，以經(jīng)典模型為載體，有意識(shí)地控制好題量和難度梯次結(jié)合經(jīng)典模型研發(fā)符合校情、學(xué)情的校本作業(yè)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。物理學(xué)科的題目其呈現(xiàn)方式往往是基本模型+條件+算法?？梢哉f(shuō)經(jīng)典模型是生活問(wèn)題與物理知識(shí)間的一座重要的橋梁。從而使他們?cè)诿鎸?duì)新情境時(shí)，能靈活應(yīng)用經(jīng)典模型解釋新現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】校本作業(yè)研發(fā);經(jīng)典模型;遷移能力

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2019）28-0181-02

隨著人們對(duì)高質(zhì)量教育的需求快速增長(zhǎng)，各種復(fù)習(xí)材料應(yīng)運(yùn)而生，新物理試題鋪天蓋地而來(lái)，“題?！奔翰蛔阋孕稳菪骂}輩出的情況。從實(shí)踐角度看，大量的解題對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平的提高起到一定的促進(jìn)作用，但同時(shí)也要清楚地看到大量刷題明顯給學(xué)習(xí)者帶來(lái)不小的課業(yè)壓力。兩者存在一定的矛盾，如何解決？怎樣才能在題海之中，另辟蹊徑？我們認(rèn)為可以以經(jīng)典模型為舟，暢游題海。近年來(lái)筆者與同事，嘗試著以學(xué)生學(xué)情為出發(fā)點(diǎn)，以考試大綱為指導(dǎo)，以經(jīng)典模型為載體，進(jìn)行高三校本作業(yè)研發(fā)，有意識(shí)地控制好題量和難度梯次，得到師生的肯定，收到較好的效果[1]。

物理學(xué)科的題目其呈現(xiàn)方式往往是基本模型+條件+算法?？梢哉f(shuō)經(jīng)典模型是生活問(wèn)題與物理知識(shí)間的一座重要的橋梁。怎樣才能發(fā)揮好這橋梁的作用？首先我們要對(duì)經(jīng)典模型的屬性、特征、規(guī)律有較為深入的理解。如以斜面經(jīng)典模型為例，進(jìn)行一些探討。

1? ?模型分析

如圖1斜面與滑塊間滑動(dòng)摩擦μ，斜面始終靜止

（1）μ=0，滑塊將做加速度為a=gsinθ的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

（2）以μ=tanθ，滑塊將勻速下滑狀態(tài)（υ0≠0）或恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。（υ0=0），此時(shí)若在滑塊上加一豎直向下的力或加一物體，滑塊受到的合力還是為0，滑塊將保持原來(lái)的狀態(tài)。

（3）μ>tanθ，滑塊一定處于靜止?fàn)顟B(tài)（υ0=0）或勻減速下滑狀態(tài)（υ0≠0），此時(shí)若在滑塊上加一豎直向下的力時(shí)加速度變大，加物體時(shí)加速度不變。

（4）μ

不變。

（5）若滑塊處于靜止或勻速下滑狀態(tài)，系統(tǒng)合力為零，可用整體法求出地面對(duì)斜面的支持力為（M+m）g，地面對(duì)斜面的摩擦力為0;若滑塊處于勻變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)合力不為零，可用系統(tǒng)牛頓第二定律求出A地面對(duì)斜面體的支持力為（M+m）g-masinθ，地面對(duì)斜面體的摩擦力為macosθ;不論滑塊處于什么狀態(tài)，均可隔離滑塊，抓住滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求斜面對(duì)滑塊的彈力、摩擦力及作用力。

2? ?應(yīng)用經(jīng)典模型題例分析

在了解該模型的相關(guān)特征和屬性后，我們可以結(jié)合學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行選題組合。

例1.（多選）如圖2所示，將木塊A放在粗糙的斜面體C上，木塊A恰能沿斜面勻速下滑，斜面體C靜止不動(dòng)。若在木塊A上再疊加一個(gè)質(zhì)量相同的木塊B，兩木塊一起沿斜面下滑，下列說(shuō)法正確的是（? ?）。

A.地面與斜面體之間沒(méi)有的摩擦力作用

B.地面對(duì)斜面體的靜摩擦力方向水平向右

C.兩木塊一定沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.兩木塊沿斜面向下仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)

本題選題意圖：本題不僅有單物塊滑行，還在原有的基礎(chǔ)上加滑塊同速滑行，是基本模型的延伸。解析：對(duì)AB項(xiàng)、用整體法對(duì)A和C進(jìn)行受力分析得，受重力等于地面的支持力，地面對(duì)斜面無(wú)摩擦力。對(duì)CD項(xiàng)，先對(duì)木塊A隔離分析，其勻速下滑，受重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)平衡條件，有：平行斜面方向：mgsinθ-f=0，垂直斜面方向：mgcosθ-N=0

其中：f=μN(yùn)，聯(lián)立有：mgsinθ-μmgcosθ=0，解得：μ=tanθ。

放上木塊B后，對(duì)A和B整體，其中重力的下滑分力G1=（2mg）sinθ與它的滑動(dòng)摩擦力f′=μN(yùn)=

μ（2mg）cosθ=（2mg）sinθ相等，則可推斷整體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選：AD。

可視學(xué)情做條件變化：如加B木塊質(zhì)量可以與A的不同結(jié)果會(huì)怎樣？或者釋放后的滑塊是以加速度a勻加速下滑的，則情況會(huì)是怎樣的？一步一步引導(dǎo)學(xué)生了解模型特性。當(dāng)然到一定階段，我們還可以加一些生活化的題型，訓(xùn)練學(xué)生模型的遷移能力。

例2.（2019福建省省檢物理試題第17題）如下圖3，某實(shí)踐小組在沙料場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)沙子堆積時(shí)會(huì)形成圓錐體，且堆積過(guò)程中圓錐體的底角保持不變。他們測(cè)得某堆沙子的底部周長(zhǎng)約為30 m，沙子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.8，則這堆沙子的體積約為（圓錐體體積公式）。

A.1×102 m3? ? ? B.2×102 m3

C.3×102 m3? ? ? D.8×102 m3

設(shè)沙堆底面半徑為r，高度為h，底面周長(zhǎng)l=2πr。沙堆底角不變，可將沙子抽象成在斜面滑塊且處于平衡狀態(tài)，此時(shí)摩擦力可視為最大靜摩擦力，受力如圖4，則有mgsinθ=μmgcosθ，得tanθ=μ=0.8，又h=rtanθ，故這堆沙子的體積，選項(xiàng)A正確。

如上例將經(jīng)典模型與校本作業(yè)研發(fā)相結(jié)合，搭配老師的物理模型的教學(xué)，可以使學(xué)生對(duì)復(fù)雜的物理現(xiàn)象、問(wèn)題形成多維度、更深入的理解，從而使他們?cè)诿鎸?duì)新情境時(shí)，能靈活利用經(jīng)典模型解釋新現(xiàn)象，想出解決問(wèn)題的辦法。同時(shí)通過(guò)實(shí)際問(wèn)題與經(jīng)典模型的對(duì)接會(huì)極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。這樣不僅提高了學(xué)習(xí)的質(zhì)量和建模能力，還使學(xué)生從根本上掌握解決物理問(wèn)題的辦法，從而順利到達(dá)題海的彼岸。因此，結(jié)合經(jīng)典模型研發(fā)符合校情、學(xué)情的校本作業(yè)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力是行之有效的方法[2]。

【參考文獻(xiàn)】

[1]江欣力.編制高中物理校本練習(xí)的著力點(diǎn)[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2011（8）.

[2]胡生青，陳剛.從"問(wèn)題情境"到"物理圖景"的關(guān)鍵——建立合理的物理模型[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2008（z1）.