高中物理解题的基本思路.pdf

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1、收稿日期:2008 - 12 - 08. 作者简介:李志平(1977 ) , 男,中教一级,主要从事中学物理教学研究. 中小学教学 高中物理解题的基本思路 李志平 (湖北老河口市 第一中学,441800) 摘 要:要提高高中物理解题能力,必须掌握正确的解题思路,培养严密的逻辑思维;关键在 于方法的学习和训练。 关键词:解题思路;数学计算;能力 中图分类号:G623. 479 文献标识码:A 文章编号:1006 - 7353(2009)02 - 0057 - 02 1解析法 要提高分析和解答较难的物理计算题,必须 培养系统思维,掌握发现知识的内在规律;培养逆 向思维,掌握从反面分析问题,培养概括

2、思维,掌 握综合;培养辩证思维,掌握全面考虑问题,培养 顿悟思维,掌握直觉;培养发散思维,掌握多角度 着手处理问题 例1 为了研究静电除尘,有人设计了一个 盒状容器,容器侧面是绝缘透明的有机玻璃。它 的上下底是面积S= 0.04m2的平行金属板,其间 距为d= 0.05m ,当连接在U= 2500v的直流电源 正负极时,能产生一个匀强电场,如图所示。现把 一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内(单位 体积的烟尘颗粒数n= 11013个/ m3 ) . 每个颗粒 电量q= 1.010 - 17 C,质量m= 2.010 - 15 kg,不 计颗粒间的相互作用和重力、 阻力。合上开关后 (1)经多长

3、时间 烟尘颗粒可以被全部 吸附? (2)经多长时间大剩余在盒内的烟尘颗粒的 总动能最大? 对于此例第2问,可以如下解答: 解 首先设经时间t剩余在盒内的烟尘颗粒 的总动能最大。 由牛顿第二定律 ( F = ma) 、 电场力 ( F = qE) 、 及运动学公式 (s = 1 2 at2) 可得 y= 1 2 qU md t2(其中E=U/ d) 而由动能定理得 qEy=qU y d =Ek0 又未被吸附颗粒的总数如图示可求得 N=ns( d- y) 则剩余颗粒的总动能为 Ek=ns( d- y) qU y d 即Ek=ns qU d ( dy -y2) 由此可见,只要 ( dy -y2) 取

4、得最大值即可。故由数学知识可知,此时 y=d/2 代入 可得 t=d m qU = 210 - 2 (s) 例2 真空中存在空间范围足够大的、 水平 向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、 带正电的小球由静止释放。运动中小球的速度与 竖直方向夹角为37 。(取sin37= 0.6,cos37= 75 第22卷第1期高等函授学报(自然科学版)Vol. 22 No. 1 2009年1月Journal of Higher Correspondence Education(Natural Sciences)2009 0.8 ) . 现将小球从电场中某一点以初速度v0竖直 向上抛出,求: (1)小

5、球受到的电场力的大小和方向 ; ( 第一 问可求得tan37= qE mg ) (2)小球抛出后经多长时间动量最小,小球的 最小动量的大小。 对于此例第2问,也可以如下解答: 解 方法一, 设经时间t小球的动量最小,由动量定理得 竖直方向 -mgt=mvy-mv0 水平方向 qEt=mvx 由 、 、 式可解得 vx、vy和v2= 25 16 g2t2- 2v0gt+v20 同样由数学极值条件得: 当t= 16v0 25g 时,速度最小,动量也最小,代入 式得 vmin= 0.6v0 则最小动量 pmin= 0.6mv0 而此题这样解又过于烦琐,不如由以下方法 解更为简洁。 方法二,运用运动的

6、合成和分解,如图 将v0分解到沿合力方向(取为Y方向)和垂 直于合力方(取为X为方向 ) , 有vy=v0cos37 vx=v0sin37 那么,在x方向小球将 做匀速直线运动,而在y方 向做匀减速直线运动。由 此可知,只有当y方向的 速度 vyt=v0cos37-at= 0时, 小球的速度最小为vx=v0sin37,动量也最 小。且为pmin= 0.6mv0,即可由合力F= mg cos37 , 得a= g sin37 并由此可得 t= v0 g ( cos37) 2 同样得到 t= 16v0 25g . 由此可见,其物理意义和计算比方法一清晰、 简便、 快捷得多。 2 综合法 在物理学习上

7、较大的问题是学习方法问题, 学习方法是能力培养的最大障碍。解题时不能急 于对得数、 凑答案,而要从解题过程中总结分析问 题的思路和解决问题的规律,这样才能得出正确 答案。如在纳米技术中需要移动或修补原子,必 须使在不停地做热运动(速率约几百米每秒)的原 子几乎静止下来且能在一个区域内停留一段时 间,为此已发明了 “激光制冷” 技术。若把原子和 入射光分别类比为一辆小车和一个小球,则 “激光 制冷” 与下述的模型类似: 如图所示,一辆 质量为m的小车(一 侧固定一轻弹簧)以 速度v0水平向右运动,一个动量大小为p。质量 可忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧到最 短,接着被锁定一段时间 T ,再

8、解除锁定使小球 以大小相画图,从而建立起直观的物理情景同的 动量p水平向右弹出,紧接着不断重复上述过 程,最终小车将停下来。高地面和车厢均光滑, 除锁定时间 T外,不计小球在小车上运动和弹 簧压缩、 伸长的时间。求:从小球第一次入射开始 到小车停止运动所经历的时间。 此题的解答可运用画图建立起直观的物理情 景,进行分析解答,如: 第一次射入到弹出:第二次射入到弹出: 射入前 射入前 弹出后 弹出后 由动量守恒定律得: mv0-p=mv1+p 和mv1-p=mv2+p 即mv2=mv0- 4p故有mvn=mv0- 2np 解之得 vn=v0- 2np m (下转第71页) 85 第22卷第1期高

9、等函授学报(自然科学版)Vol. 22 No. 1 2009年1月Journal of Higher Correspondence Education(Natural Sciences)2009 等。幼儿可利用操作材料进行排序、 分类、 计数、 设计序列等。 数学活动区在材料投放上要注意内容丰富, 有层次,这样才能吸引幼儿参与活动。老师要根 据幼儿的操作情况及时调整材料,尽可能鼓励幼 儿操作所有的材料,以巩固相应主题活动中的数 学概念。 3创设生活化的数学学习环境 在主题活动开展过程中,数学学习内容无时 不有,如分点心时的对应、 游戏材料的分类排序、 运动器械多少的点数等等。生活中的数学更富有

10、 情感色彩,更具有实际意义。 在主题活动的环境创设中,还应根据主题目 标,将适合幼儿自主操作的一些活动内容融入主 题环境中,以激发幼儿学习数学的兴趣,促进幼儿 自主构建数学经验。如在中班 “红黄蓝绿” 的主题 活动中,我们还创设了 “五彩的树叶”“五颜六色” 等教室墙面环境,展示孩子自己收集来得树叶、 自 己设计的衣服、 纽扣等,让孩子数数各种颜色的树 叶有多少,随着展示物品的变化,统计的数量也不 断发生变化,孩子们乐此不疲的进行收集、 展示、 分类、 计数,学会了排列、 分类、 统计,感受了总数 与部分的变量关系。幼儿在运用数学方法解决生 活中问题的过程中,更直接地体验到数学的应用 性,提高

11、了学习数学的兴趣,促进了数学认知的发 展,又使主题开展得更深入。 4家园合作促进幼儿数学认知发展 在幼儿数学教育中,由于家长对数学教育还 存在认识上的偏差,认为孩子学数学就是写阿拉 伯数字和做算术题,对在主题活动中开展的数学 活动不理解,也不了解幼儿数学教育包含了集合、 数、 量、 时间、 空间等内容。为此,幼儿教师应主动 与家长沟通,定期以小报的形式向家长介绍主题 的开展情况,让家长了解本主题中幼儿需要掌握 的数学知识点,幼儿需要发展的数学能力,给家长 一些建议,让家长在家中为幼儿提供类似的数学 经验等。如在中班 “红黄蓝绿” 的主题活动中,可 建议家长让孩子在家中统计红黄蓝绿各种颜色的 衣

12、服、 鞋子,并用合适的方法进行记录;利用分切 水果的机会,让孩子感受主体与部分的关系;鼓励 孩子模仿或自行设计几种不同物品的排列模式。 同时,在每个主题活动之后,教师及时向家长 反馈孩子数学学习发展方面的具体情况,让家长 了解每个阶段孩子的发展情况,从而引导家长更 有效地与幼儿互动,在家中有的放矢地培养孩子, 促进幼儿的有效发展。 总之,在主题活动中,只要老师心中把握住数 学的序,就能从多方位多角度开展数学活动,提升 幼儿的逻辑思维能力,主题活动背景下地数学教 育活动就会有更为丰富的内涵和表现形式。 参 考 文 献 1徐苗郎.关于幼儿园数学教育的思考J .幼儿教育 (教师版) . 2006(1

13、) :25. (上接第58页) 当vn= 0时,小车停止运动。 即得n= mv0 2p 因此得所经历的时间为 t= mv0 2p T 总之,要让他们始终坚持写出求解的思路和 根据,只有掌握了正确的解题思路,加之严密的逻 辑思维,才能正确解出难度较大的物理计算题;避 免运算失误,实际做题时,有的同学只会做简单计 算题,面对层次变化比较多的灵活题和综合题,却 束手无策。因此,学生不但要认真学好物理知识, 还要努力提高自己的数学推理运算能力。不要因 为计算失误,让正确答案擦边而过,以使学生从中 学会学习,学习成绩上才能得到提高。 参 考 文 献 1阎金铎,王志军,俞国强.中学物理教材教法 M.北 京:北京师范大学出版社,2002. 2任长松.课程的反思与重建M.北京:北京大学出版 社,2002. 17 第22卷第1期高等函授学报(自然科学版)Vol. 22 No. 1 2009年1月Journal of Higher Correspondence Education(Natural Sciences)2009