淺析新課改背景下高中物理解題方法
摘要:萬物皆有法,只有掌握其規(guī)律,才能更好的為我們服務(wù)。物理學(xué)習(xí)也是這樣。物理解題方法的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練,是完成物理教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)的一種重要而有效的手段,是物理教學(xué)的基本方式之一。常見的方法有:等效法、整體法、隔離法和極端假設(shè)分析法等。
關(guān)鍵詞:新課改背景高中物理解題方法舉隅
物理解題方法的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練,是完成物理教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)的一種重要而有效的手段,是物理教學(xué)的基本方式之一。掌握一定的科學(xué)思維方法,解題技巧,是十分必要的�，F(xiàn)通過幾個(gè)實(shí)例談?wù)剮追N常見的解題方法。
一、等效法
等效法,又稱替代法。是把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來研究的一種方法。在中學(xué)物理中,合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、總電阻與分電阻、交流電的平均值與有效值等等,都是根據(jù)等效概念引入的。在學(xué)習(xí)的過程中,若能將此方法滲透到對(duì)物理過程的分析中去,不僅僅可以使我們對(duì)物理問題的分析和解答變得簡捷,而且對(duì)靈活運(yùn)用知識(shí),促使知識(shí)、技能、能力的遷移,都會(huì)有很大的幫助。
例如:如圖中所示電路由8個(gè)不同的電阻組成,已知R1=12 Ω,其余電阻阻值未知,測(cè)得A、B之間總電阻為4Ω。今將R1換成6Ω的電阻,則A、B間的總電阻變?yōu)?Ω。
利用等效代換的辦法處理:即將除去R1之后的7個(gè)不同的電阻對(duì)A、B兩點(diǎn)間的等效阻值設(shè)為R,則總的對(duì)A、B間的等效電阻值就為R1與R之并聯(lián)等效值,由并聯(lián)電路規(guī)律有■+■=■,■+■=■,聯(lián)立求得RAB=3Ω。
此法的優(yōu)點(diǎn)是可以――以少代多,以簡代繁,以定代變,最終實(shí)現(xiàn)以易取難的學(xué)習(xí)目的。
二、整體法與隔離法
從近幾年各地高考命題看,連接體問題一直非�；钴S,不斷推陳出新。解決此類問題的整體法與隔離法也備受學(xué)生和老師關(guān)注。所謂整體法就是對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過程進(jìn)行研究的方法。如果求解對(duì)象是系統(tǒng)的內(nèi)力,一般要用隔離法把某一物體從系統(tǒng)中分離出來。
例如:如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為()
A.2 B.3
C.4 D.5
解決此問題的關(guān)鍵之處在于A物體與墻壁之間有沒有摩擦力的存在,當(dāng)我們把A,B看成一個(gè)整體時(shí),很容易判斷由于整體不受墻壁的彈力,所以A與墻壁無摩擦力存在。從而隔離開B進(jìn)行分析時(shí),也就簡單了。
要注意的是在使用整體法與隔離法應(yīng)靈活選取對(duì)象。不可過于機(jī)械,造成解題難度加大。
例如:如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2 m的木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為
A、■B、■C、 ■ D、3μmg
在選取研究對(duì)象時(shí),如果隔離開每個(gè)物體,該題的運(yùn)算量非常大,感覺難度非常。如果靈活選取左邊的兩個(gè)物體為一個(gè)整體(即一個(gè)物體)很容易判斷當(dāng)整體加速度最大時(shí)繩上拉力最大,然后選取左邊兩個(gè)與右邊的m為一個(gè)整體,可判斷當(dāng)右邊m與2m之間達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)有最大加速度,從而利用牛頓第二定律順利解決問題。
三、物理解題中的極端假設(shè)分析法
一些情況下,由于物理現(xiàn)象涉及的因素較多,過程變化復(fù)雜,人們往往難以洞察其變化的`規(guī)律并對(duì)其作出迅速判斷。但如果用極端假設(shè)分析法,將問題推到極端狀態(tài)或極端條件下進(jìn)行分析,問題有時(shí)會(huì)變得明朗而簡單了。
例如,如圖所示,一根不可伸長的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b,跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿上,質(zhì)量為3m的a球置于地面上,質(zhì)量為m的b球從水平位置靜止釋放.當(dāng)a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱銜r(shí),b球擺過的角度為θ。下列結(jié)論正確的是
(A) θ=90。 (B) θ=45。
(C) b球擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,重力對(duì)小球做功的功率先增大后減小
(D) b球擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,重力對(duì)小球做功的功宰一直增大
上述題目(A),(B)兩個(gè)選項(xiàng)完全可以設(shè)想小球b到達(dá)最低點(diǎn)計(jì)算繩上的拉力,從而選擇(A),對(duì)于(C),(D)兩個(gè)答案,采用極端分析,即分析小球在開始時(shí)重力向下,但速度為零,根據(jù)P=mgvcosα所以重力功率為零。當(dāng)小球落到最低點(diǎn)時(shí),速度水平,重力向下,重力功率又為零�？梢娫谛∏蛳侣溥^程中,重力的功率變化規(guī)律是“從零到零”,即先增大后減小。選出答案(C)。
又如,在判斷相距一定距離的等量正點(diǎn)電荷連線的中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的變化規(guī)律時(shí),我們也可以取圖中的O點(diǎn),及無窮遠(yuǎn)處兩個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行研究。明顯可以看出從O到無窮遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)的變化應(yīng)是“從零到零”,從而判斷出中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的變化從O往上應(yīng)為先增大再減小,某處出現(xiàn)最大值。
當(dāng)然用極端假設(shè)法對(duì)問題作出判斷后,最好對(duì)過程進(jìn)一步查驗(yàn)分析,從而查驗(yàn)結(jié)果的合理性。
解題方法還有很多,如構(gòu)建模型法,圖像法,估算法等,本文不再例舉。
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