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    高中物理動(dòng)量守恒和能量守恒解題方法探究

    2019-09-10 07:22:44汪德友
    下一代 2019年4期
    關(guān)鍵詞:能量守恒解題方法高中物理

    汪德友

    摘要:隨著我國新課改深入發(fā)展,教育模式、育人理念隨之革新,在教授學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)同時(shí)還需教授學(xué)生解題方法,培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算能力、分析理解能力等核心素養(yǎng),落實(shí)新時(shí)代立德樹人教育目標(biāo),繼而提高課堂教學(xué)綜合質(zhì)量。本文通過探究高中物理動(dòng)量守恒和能量守恒解題方法,以期提高高中物理教學(xué)質(zhì)量。

    關(guān)鍵詞:高中物理;動(dòng)量守恒;能量守恒;解題方法

    高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出,為有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革目標(biāo),優(yōu)化配置新時(shí)代教育資源,物理教師需從知識(shí)技能、思想情感、價(jià)值觀念等方而出發(fā)給予學(xué)生科學(xué)指導(dǎo),其中解題方法就是學(xué)生需掌握學(xué)習(xí)技能之一,為學(xué)生合理運(yùn)用物理知識(shí)解決具體問題奠定基礎(chǔ),一旦學(xué)生不能有效運(yùn)用解題方法,將影響學(xué)生物理學(xué)習(xí)綜合成效?;诖?,為提高高中物理教學(xué)質(zhì)量,探究物理動(dòng)量守恒和能量守恒解題方法顯得尤為重要。

    一、高中物理動(dòng)量守恒解題方法

    首先學(xué)生需掌握動(dòng)量守恒知識(shí)點(diǎn),如定義、公式、實(shí)驗(yàn)方法等,其次學(xué)生需具備一定計(jì)算能力、分析思考能力、繪圖等能力,能在建模法、數(shù)形結(jié)合法等解題方式加持下達(dá)成解決動(dòng)量守恒問題的目的,最后學(xué)生需具備自主學(xué)習(xí)能力,可在累積動(dòng)量守恒解題經(jīng)驗(yàn)前提下學(xué)習(xí)新方法、新理念,為學(xué)生持續(xù)優(yōu)化解題體系奠定基礎(chǔ)。

    如題:有一個(gè)平板車質(zhì)量為M,在光滑平而上行駛,其中1.25m為小車平臺(tái)高度,4m/s是小車向右行駛速度,m=M/2是平板車在運(yùn)動(dòng)過程中某刻木塊放置質(zhì)量,且置于平板車右端,在m墜地時(shí)與平板車左側(cè)距離為0.5m,請(qǐng)問(1)木塊、平板車在木塊掉落時(shí)速度分別是多少?(2)假設(shè)2m為平板車長度,木塊與平板車之間的摩擦因數(shù)是多少?

    解析:(1)在相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中m、M不受外力影響,處于動(dòng)能守恒狀態(tài),木塊脫離平板車時(shí)呈平拋狀態(tài),在落地時(shí)所產(chǎn)生距離是二者位移之和,根據(jù)MV=MV-mV,以及運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí),得到h=l/2gt,通過計(jì)算得到V=3m/s,V=2m/s,其中-2m/s表示木塊速度呈向前狀態(tài)。(2)根據(jù)動(dòng)能守恒得到μmgL=1/2MVl/2MV2-1/2mV,解得μ=0.25.

    學(xué)生在解答此類問題時(shí)心看清系統(tǒng)是否存在動(dòng)能守恒現(xiàn)象,尤為關(guān)注己知條件中是否提及“光滑”這一因素,用以判斷是否可以運(yùn)用相應(yīng)定律與公式,如若不存在守恒現(xiàn)象則需運(yùn)用動(dòng)能定理、動(dòng)量定理予以解答。注意分析位移、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、能量及對(duì)應(yīng)功之間的關(guān)聯(lián)。其中,相對(duì)位移與滑動(dòng)摩擦力乘積為摩擦生熱量,在動(dòng)量守恒問題中較為常見。只有仔細(xì)分析己知條件,熟練運(yùn)用公式、定理等知識(shí),掌握動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒、動(dòng)力學(xué)等相關(guān)規(guī)律,加之嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算思維,才能正確解決相關(guān)問題[1]。

    二、高中物理能量守恒解題方法

    首先學(xué)生需充分掌握能量守恒相關(guān)知識(shí)點(diǎn),如定義、公式、實(shí)驗(yàn)方法等,其次學(xué)生需具備一定運(yùn)算能力、獨(dú)立思考能力、建模等能力,能通過計(jì)算解決物理能量守恒問題,最后學(xué)生需具備自主學(xué)習(xí)能力,樹立自主學(xué)習(xí)意識(shí),在積累能量守恒解題經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上積極應(yīng)用全新解題思路,豐富解題模式,優(yōu)化解題理念,使學(xué)生能夠有效解決物理能量守恒問題。

    如題:有質(zhì)量為M且長度為L的木塊,其端點(diǎn)為A和B,0為中點(diǎn),以V為基準(zhǔn)在光滑水平而上運(yùn)動(dòng),將長度可忽略不計(jì)且質(zhì)量為m小木塊運(yùn)動(dòng)至B端,其初速度為O,小木塊與木塊之間摩擦力為μ,請(qǐng)問在什么范圍內(nèi)V能使小木塊m停留在A與O之間?

    解析:此問題側(cè)重考核學(xué)生能量守恒知識(shí)運(yùn)用能力,部分機(jī)械能因滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,并在物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中產(chǎn)生熱量即Q=F滑S相對(duì)運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)摩擦力則為F滑,接觸物(m)相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離為S相對(duì)運(yùn)動(dòng)。M與m相互作用合外力是0,設(shè)二者相對(duì)靜止速度為v,得到(M-m) v=Mv①,運(yùn)用能量守恒定律得到l/2Mv=1/2Mv+1/2Mv+Q②,滑動(dòng)摩擦力內(nèi)能轉(zhuǎn)化為Q=μmgs③,L/2≤s≤L④,根據(jù)①、②、③、④可知v范圍為≤v0≤,繼而得到答案。

    學(xué)生在解答能量守恒相關(guān)問題時(shí)需明晰能量轉(zhuǎn)化情況,如題所示有滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生,說明部分內(nèi)能由機(jī)械能轉(zhuǎn)化得來,繼而找到解題方向,提高解題精準(zhǔn)度,同時(shí)學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用繪圖法解決該問題,先將己知條件運(yùn)用圖例形式展示出來,通過畫草圖、找己知條件、精確計(jì)算,合理運(yùn)用能量守恒知識(shí)解答問題。

    三、高中物理動(dòng)量守恒、能量守恒解題方法運(yùn)用方略

    首先,學(xué)生需仔細(xì)閱讀題目,找出題日中的己知條件,連想到所需物理知識(shí);其次,學(xué)生應(yīng)夯實(shí)物理基礎(chǔ),所謂“萬變不離其宗”,無論問題如何轉(zhuǎn)化均與物理基礎(chǔ)知識(shí)息息相關(guān),為此學(xué)生需樹立良好的學(xué)習(xí)意識(shí),在解題進(jìn)程中靈活運(yùn)用物理基礎(chǔ)知識(shí),跳脫難題、怪題訓(xùn)練“怪圈”,提升自身基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用能力;最后,學(xué)生應(yīng)找到適合自己的解題思路,建立良好的解題體系,例如啟用“錯(cuò)題本”,將在動(dòng)能守恒、能量守恒解題進(jìn)程中遇到的問題記錄在冊(cè),以解析、重難點(diǎn)、解題過程、易錯(cuò)點(diǎn)等為記錄基點(diǎn),確保學(xué)生物理解題能力得以提升,助其掌握更多物理解題方法[2]。

    結(jié)束語

    綜上所述,為提高學(xué)生物理動(dòng)能守恒、能量守恒解題能力,教師應(yīng)科學(xué)開展教學(xué)活動(dòng),做好基礎(chǔ)知識(shí)講解工作,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)訴求靈活創(chuàng)設(shè)訓(xùn)練習(xí)題,避免打擊學(xué)生學(xué)習(xí)自信心,在此基礎(chǔ)上多加練習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生形成自主練習(xí)體系,找到更多解題方式,使物理知識(shí)得以靈活運(yùn)用,繼而落實(shí)高中物理解題方法教學(xué)日標(biāo)。

    參考文獻(xiàn)

    [1]王建中.高中物理動(dòng)量守恒和能量守恒解題方法探究[J].數(shù)理化解題研究,2018,(28):55-56.

    [2]林榮養(yǎng).動(dòng)量、能量守恒定律在原子物理學(xué)中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究(高中版),2019,000(003):31-32.

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