張俊斌
[摘 ?要:物理思維方法是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要能力,也是學(xué)生提分主要源頭。提高學(xué)生的物理思維方法影響學(xué)生物理知識(shí)的獲取與提高,同時(shí)也體現(xiàn)了物理教師的教學(xué)水平。所以如何提高學(xué)生的物理思維方法是物理教師必須重視的一個(gè)課題。本文將從加強(qiáng)思維能力的訓(xùn)練、加強(qiáng)發(fā)散思維的培養(yǎng)與提高物理思維能力三個(gè)方面對(duì)如何培養(yǎng)物理思維方法提出一些看法。
關(guān)鍵詞:物理;思維方法;教學(xué);培養(yǎng)]
我們都知道,物理和數(shù)學(xué)聯(lián)系非常密切.一般來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)學(xué)得比較好的同學(xué)物理學(xué)得比較輕松成績(jī)也較好.這主要是因?yàn)橐幌聝蓚€(gè)原因:一是因?yàn)樵緮?shù)學(xué)就是從物理模型中抽象而出的.二是學(xué)習(xí)物理需要有較強(qiáng)的邏輯思維能力,而數(shù)學(xué)較好的同學(xué)恰恰符合這個(gè)條件.當(dāng)然也有部分?jǐn)?shù)學(xué)學(xué)得還不錯(cuò),可是物理卻不是很理想的情形,造成這種結(jié)果主要是因?yàn)槿狈ξ锢硭季S方法.所以,物理思維方法的培養(yǎng)對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)是重中之重的,這里筆者就如何培養(yǎng)物理思維方法提出以下幾點(diǎn)看法,希望能對(duì)學(xué)生有所幫助.
一、在分析物理問(wèn)題時(shí)注重過(guò)程分析,加強(qiáng)思維能力的訓(xùn)練
在物理學(xué)習(xí)過(guò)程一定要加深物理概念的理解,以免在解題時(shí)分析物理過(guò)程中盲目分析從而對(duì)公式生搬硬套.
【例1】如圖甲所示,質(zhì)量m=1 kg的物塊在平行斜面向上的拉力F=15.2N作用下從靜止開(kāi)始沿傾角為37゜的斜面向上運(yùn)動(dòng),物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,t=0.5 s時(shí)撤去拉力, ,g取10 m/s2,求:2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過(guò)的路程L.
在分析本題的過(guò)程中要注意物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程有三個(gè),一是F撤去前的勻加速直線運(yùn)動(dòng);二是撤去F后的前0.5s向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),這個(gè)過(guò)程摩擦力還是沿斜面向下;三是勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零之后的向下勻加速直線運(yùn)動(dòng),這個(gè)過(guò)程摩擦力沿斜面向上.要注意后兩個(gè)過(guò)程由于摩擦力方向發(fā)生變化,所以加速度大小也發(fā)生變化.在分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)一定要注意兩種情況:一是像本題這種勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零后會(huì)反向勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)然這種情況分析時(shí)也要注意速度方向變化前后加速度大小是否發(fā)生變化;二是勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零之后就靜止,比如汽車近車站以及汽車遇到障礙物的剎車過(guò)程,像這類型問(wèn)題在求運(yùn)動(dòng)位移時(shí)一定要先求剎車時(shí)間.
二、解決物理問(wèn)題時(shí)注重概念及規(guī)律分析,加強(qiáng)發(fā)散思維的培養(yǎng)
數(shù)學(xué)是解決物理問(wèn)題的工具,有的物理題目比較復(fù)雜,需要用到的數(shù)學(xué)知識(shí)比較多,所以有些同學(xué)在解決這類問(wèn)題時(shí)往往將物理題當(dāng)數(shù)學(xué)應(yīng)用題看待,忽略了其實(shí)在這里數(shù)學(xué)只是解決問(wèn)題的工具,其實(shí),解決物理問(wèn)題過(guò)程中有它獨(dú)特的思維和分析、解決方法,所以我們一定要對(duì)學(xué)生加強(qiáng)發(fā)散思維的培養(yǎng).
【例2】如圖所示,斜面的傾角為θ,質(zhì)量為m的滑塊與擋板P的距離為x0,滑塊以初速度v0沿斜面上滑,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失,求滑塊經(jīng)過(guò)的總路程是.
本題中,如果按照數(shù)學(xué)應(yīng)用題的方法就要分析每一次與擋板碰撞后在斜面上運(yùn)動(dòng)的路程,然后分析這些路程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,最后用數(shù)列的方法求出所有項(xiàng)的和求出結(jié)果,這當(dāng)然是用數(shù)學(xué)處理問(wèn)題的典型例子,但實(shí)際上用物理規(guī)律來(lái)求解本題相比數(shù)學(xué)方法來(lái)說(shuō)其實(shí)是更直接的,本題其實(shí)只要用動(dòng)能定理求解就很直接了,整個(gè)過(guò)程物體重力做正功且與路徑無(wú)關(guān),只與初末位置的高度差有關(guān),而不管物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)還是沿斜面向下運(yùn)動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功與路徑有關(guān),設(shè)滑塊經(jīng)過(guò)的總路程為x,對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的全程應(yīng)用動(dòng)能定理,mgx0 sin θ-μmgx cos θ=0-[12]m[v20],解得x=[1μ] ([v202gcosθ+x0tanθ]).
這一題啟發(fā)學(xué)生們要學(xué)會(huì)利用物理學(xué)的知識(shí),靈活運(yùn)用物理學(xué)的概念以及規(guī)律去解決和分析物理問(wèn)題.
三、注重物理知識(shí)分析、解決的能力培養(yǎng),提高物理思維能力
注重物理知識(shí)分析、解決的能力培養(yǎng),其實(shí)就是培養(yǎng)對(duì)事物去偽存真、由表及里的做出正確判斷,最終得到正確結(jié)論的能力.這一點(diǎn)對(duì)學(xué)生學(xué)好物理幫助極大,所以要指導(dǎo)學(xué)生善于觀察和分析物理現(xiàn)象,應(yīng)用直觀的物理規(guī)律分析和解決物理問(wèn)題,從而提高物理思維能力.
【例3】(多選)如圖所示,固定的傾斜粗糙細(xì)桿與水平地面間的夾角為θ=37°,質(zhì)量為1.0 kg的圓環(huán)套在細(xì)桿上,輕質(zhì)彈簧的一端固定在水平地面上的O點(diǎn),另一端與圓環(huán)相連接,當(dāng)圓環(huán)在A點(diǎn)時(shí)彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)且與輕桿垂直.將圓環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放,滑到細(xì)桿的底端C點(diǎn)時(shí)速度為零.若圓環(huán)在C點(diǎn)獲得沿細(xì)桿向上且大小等于2.0 m/s的初速度,則圓環(huán)剛好能再次回到出發(fā)點(diǎn)A.已知B為AC的中點(diǎn),彈簧原長(zhǎng)為0.3 m,在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8()
A.下滑過(guò)程中,圓環(huán)受到的合力一直在增大
B.下滑過(guò)程中,圓環(huán)與細(xì)桿摩擦產(chǎn)生的熱量為1.0 J
C.在圓環(huán)從C點(diǎn)回到A點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧對(duì)圓環(huán)做的功為1.2 J
D.圓環(huán)下滑經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度一定小于上滑時(shí)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度
本題如果不注意物理過(guò)程及物理知識(shí)的分析要得到正確答案比較麻煩,如果善于觀察和分析物理現(xiàn)象,應(yīng)用直觀的物理規(guī)律分析很容易就得到答案.下滑過(guò)程中,圓環(huán)受到重力、彈簧的彈力、桿的支持力和摩擦力,彈簧彈力逐漸增大,可知合力先減小后增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;因下滑和上滑過(guò)程圓環(huán)受力變化情規(guī)律是對(duì)稱的,所以下滑和上滑過(guò)程圓環(huán)與細(xì)桿摩擦產(chǎn)生的熱量相同假設(shè)為Q,由能量守恒定律得:下滑過(guò)程中有mgh=Q+Ep,上滑過(guò)程中:mv+Ep=Q+mgh,解得Q=mv=1.0 J,故B項(xiàng)正確;由以上得Ep=mgh-Q=1.4 J,即彈簧對(duì)環(huán)做功為1.4 J,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;從A到B由動(dòng)能定理得:-WF-Wf+mgh=mv-0,從B到A,有:WF-Wf-mgh=0-mv,對(duì)比可得vB1 福建省漳州市詔安縣橋東中學(xué) ?363500