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摘 要:高中物理知识具有比较深奥和抽象的特点,使得学习中经常会出现烦躁、乏味等现象。尤其高中物理力学知识学习方面,对学生的创新思维、基础知识水平等提出了更高的要求。本文主要从高中物理力学学习以及解题角度出发,对其策略作出了详细的分析和探讨。
关键词:高中物理;力学;学习策略;解题策略
高中物理力学学习与解题中,正确的学习策略与解题策略将能够有效的提升学生的课堂学习效率,并且能够提高教师的课堂教学质量。本文通过分析与探索总结出了几点高中物理力学学习的策略和解题策略,希望能够帮助广大高中生在学习物理力学知识更加轻松,且采用正确的方法提高自身的学习效率。
1 高中物理力学学习策略探析
(一)激发学习兴趣
在高中物理力学学习中,高中生必须明白,只有对所学知识产生了浓厚的兴趣方能够在学习中摒除杂念,改变烦躁、消极的学习态度,自然而然的进入到学习情境中,努力的汲取物理力学知识[1]。因此,高中生需要在课堂上配合教师所创设的教学情境,从中感受并挖掘趣味性。例如在高中物理力学入门知识“自由落体运动”的学习中,教师一般会以牛顿发现万有引力定律的故事创设学习情境。此时,学生应该积极主动的了解该故事,并且主动分析故事的内涵。在融入到教学情境后,自然而然的便会关注与物理力学相关的知识,由此能够打下坚实的物理力学知识基础。
(二)培养求助意识
高中生在物理力学学习中培养自己具有良好的求助意识,主要目的在于丰富自身的学习策略。由于高中生处于强烈叛逆的时期,具有敏感、自尊心强等特点,在学习中表现得尤为明显[2]。例如,在学习中遇到了困难,部分高中生会选择向教师求助,但是绝大部分学生却会选择回避教师与同学的帮助,将所需要的困难搁浅,最终导致自身的学习水平难以提高,学习兴趣逐渐消失。产生该种现象的主要原因与高中生之间缺少良好的合作精神,并不愿意放低姿态向他人求助存在密切关联。鉴于此,高中生在物理力学知识本身便具有一定难度的情况下,必须要积极的培养自身具有良好求助意识,要明白学习中遇到困难并不可耻,不能够积极寻找解决的策略,只采取等待或者放弃的态度方才可耻。例如“牛顿第二定律”的学习中,高中生可以在课前根据所要学习内容的重难点进行自主预习。但是,仅凭一己之力难以明白物理加速度与质量和合外力之间的关系。此时,高中生便可以求助于同学,通过几个人的自主探索,包括做实验等对牛顿第二定律进行初步的了解。长此以往,高中生便能够体会到具有求助意识的收获,不仅提升了自己的学习成绩,更加培养了自己的团队意识。
(三)充分利用多种资源
高中物理力学知识学习中,大部分知识内容采用传统的学习方法并不能够完全掌握,希望学生对各种资源进行整合利用,通过不断的钻研探究其中的内涵。例如在学习“电磁感应现象”时,高中生可以自主查找与电磁感应现象相关的信息与资料,在小组或者同学之间相互帮助的情况下设计相关实验,以此对每个人所搜集的相关资源加以充分利用,能够更加清晰的明确电磁感应现象产生时所需要具备的条件,更加能够培养自己搜集材料与整理信息的能力。
2 高中物理力学解题策略探析
(一)以高中物理力学基础知识为切入点
高中生在进行物理力学问题解题时,首先应该将高中物理力学的基础知识作为切入点,对与解题相关的知识和内容进行拓展与整合[3]。由于高中物理力学知识贯穿于整个高中物理课程,因而分析力学问题必须要从力学基础知识出发,只有熟练的掌握力学定理、规律,方能够简化解题过程,明确解题思路。
例如高中物理力学题:质量为m1=0.2kg的小车于光滑的水平面静止,虚线MN右侧存在场强E=1*104V・m-1的均强电场,质量为m2=0.1kg、电荷量为Q=6*10-5C的带电物块置于P点,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.4,现使物块获v=6m・s-1的初速度,g取10m・s-2,求物向右运动的最远距离。
该物理力学题在解题时,首先需要分析物块与小车向右减速运动的情况,而后分析小车与物块速度相同时的情况,再分析小车与物块共速后电场力影响下的减速运动情况,继而判断物块每一阶段的位移以及物块向右运动的最远距离。
(二)紧扣高中物理力学问题的内在环节
高中物理力学问题的解答关键在于对题干信息进行认真分析,寻找题目信息的内在联系,通过细致分析寻找具体的解题突破口。采用该种解题策略可以达到事半功倍的解题效果。
例如高中物理力学题:A、B、C三块砖的质量均为m,叠放于水平地面上,现将水平向右的恒力F作用在砖B上,使3块砖向右做匀速直线运动,则正确的说法为:
A.砖C受到地面的滑动摩擦力为F/3
B.砖C受到地面的滑动摩擦力为F/2
C.砖C对砖B的静摩擦力为2F/3
D.砖C对砖B的静摩擦力为F
该物理力学题在解题时,首先应该明确3块砖均处于平衡状态,而后讨论砖C对砖B的静摩擦力,以砖A和砖B整体为研究对象,得出砖C对砖B的静摩擦力。在此基础上讨论地面对砖C滑动摩擦力时,将砖A、砖B和砖C整体作为研究对象,分析受力情况。最终解题结果发现D选项正确。
(三)积极创设物理力学情境
由于高中物理力学知识涉及的范围比较广,且内容十分丰富,因而在涉及到实际的力学问题是,为了能够弄清问题内涵,必须要模拟物理过程,创设物理力学情境,以便正确的分析物理力学的运动规律和状态,进行合理的、正确的分析。在此基础上充分运用物理模式方能够有效解决物理力学问题。
例如高中物理力学题:如图1所示,长度L=16m,与水平面呈 =37°的传送带以v=10m・s-1的速度逆时针方向转动,在传送带上段无初速度的释放质量为m=0.5kg的物体,传送带与物体间动摩擦因数μ=0.5,求物体运动至最下端的时间。
该物理力学题在解题时,首先以物体作为研究对象,分析物体受力。明确物体加速至传送带逆时针方向转动速度时所需要的时间、位移。分析物体未达到最下端时受动摩擦因数影响下传送带向下匀加速直线运动的受力情况,由此得出物体运动至最下端的时间。解题过程中需要创设物体在传送带传送时可能出现的摩擦情况,由此方能够保证解题的准确性。
3 结论
综上所述,高中生在学习物理力学知识时,必须要重视采用正确的学习策略,要努力激发自己的学习兴趣,做到具有良好的求助意识,更要能够对多种资源进行有效利用。在解题时,必须要能够从基础知识出发,分析问题的内在环节,并且创设符合解题需求的物理环境。只有通过上述几点方法,高中生方能够逐渐提高物理力学学习与解题的能力,获得更加良好的学习效果。
摘 要:本文以高中物理力学的教学策略为切入点,对教师开展课堂教学的策略选取标准与具体的运用方法,进行细致的探讨研究,期望为促进高中物理力学教学成果的提高,实现高效的学生物理学习与素质发展目的,提供有益的参考。
关键词:高中物理;力学;教学策略;选取
物理作为高中课程教学的重要学科之一,其学科主要探究物质的结构、作用与运动规律等知识,相应对培养构建学生科学素养与思维逻辑能力起着关键作用。伴随新课改进程的推进,为了有效发展学生物理综合素质,提高课程教学质量与打造好学生的物理基础,就需相应在课程教育选取适宜、先进的教学策略,以此进一步推动课堂教学效果与学习对知识理解水平的优化。下面据此以力学知识的教学策略为研究出发点,对其选取思路与实施方法做详细的探究分析。
一、物理力W生活化教学策略的选取与实施
力学知识本身是高中物理课程中的重难点内容,相应对学生物理基础与思维能力的要求较高。目前高中物理课程改革对学生日常生活经验与处理能力的培养要求愈发提高,相应需要教师在进行物理课程教育时,将力学知识与学生的日常生活问题做结合探究,以此一方面强化学生对力学理论知识的理解、掌握深度,另一方面也能激发学生探究力学理论的热情,并能运用知识实践解决具体的生活问题。对此教师就可基于这一教育思路,针对性在物理力学课堂教育进程中,选取生活化的教学策略,以推动学生理论联系实际能力的进步发展。
在课堂实际教育进程中,教师应为力学知识教授活动设置生活化的教学情境。由于物理力学知识概念本身较为抽象、复杂,学生进行直接理解难以取得高质量的学习效果,而如果将力学知识与实际生活场景做联系,让学生能观察、联想到具体的生活问题、事物并做概念展示与表现,就能有效优化提升学生对此类力学知识的认知与领会程度。所以教师在物理力学教育活动中,应尽可能创设生活化教学情境与问题,将原本抽象平面的力学知识融入具体的生活场景之中,帮助学生运用自身的生活常识与经历进行概念学习。而物理力学教育又往往需要使用力学实验做讲解说明,因此在实验材料的选择上也应尽可能使用生活中的常见物品材料,以贴近学生的生活经历带动学生的思考探究活跃度。比如教师在讲解“失重与超重”一节知识,在设计力学实验帮助学生理解失重与超重现象时,就可引导学生站在体重计上,先后进行站立不动、突然下蹲、突然站起等动作。并观察此类动作中自身体重读数的变化,由此运用体重计这一生活常见器材,带动学生准确理解相应的力学现象,让学生在生活化的实验、探究中准确掌握力学知识,并激发对物理学习的兴趣热情。
二、物理力学图象教学策略的选取与运用
高中物理力学课程教育时,学生经常需对真实事物的抽象物理模型做认知理解,例如光滑斜面、质点等概念,而此类抽象的物理模型也很容易引发学生的认知混淆与模糊等问题。因此为促进学生物理模型理解掌握能力的优化,教师在课程教学策略的选取中,就应针对性选择物理图像教学策略,运用物理图象将抽象思维与形象思维做结合,并能直观展现出模型结构物理知识的展示优势。推动学生准确掌握真实事物的抽象物理模型转变过程,进而防止因相应知识概念转化出现的认知混淆等问题,帮助学生高效构建起物理力学的知识认知体系。
而教师在物理力学教育运用图象教学策略时,应遵循具体的操作步骤适时运用:①选择具备代表性的物理力学概念与过程;②教师进行相应物理力学实验演示或是组织学生进行分组操作;③运用图象教学策略进行力学知识概念的讲解传授;④让学生提问进行相应理解难点的答疑解惑;⑤课程知识复习与巩固训练。比如教师在这一教学步骤指引下开展动量守恒定律的图像教学策略时,为了帮助学生进一步领会、掌握此定律的内容概念,就可使用两个小球碰撞作为实验对象,组织学生进行分组别的小球碰撞实验操作,并在实验中研究碰撞作用之后两个小秋的速度变化趋势。学生在实验操作与速度记录后就会相应发现,两个小球因碰撞作用所出现速度变化量的比值为一个定值的结果。教师之后还可选取小组代表上台做板书讲解,教师再对学生的观点做补充指点,最终引入本课程所讲的动量p=mv知识概念,以此经由对小球碰撞中的速度变化,准确了解到碰撞作用中的动量守恒概念。之后教师还可设置相应的课程练习题目,拓展学生对这一定律的掌握程度,令其能将动量守恒定律精确、高效运用到力学实际问题解决活动中。
结束语:作为高中物理课程的重要知识内容,对力学知识的教育工作贯穿于整个高中物理教学环节中。教师为推动学生学习效率与物理知识基础的发展优化,就需依照当前学生教育培养需求与本班级的实际情况,针对性选取适宜的物理力学教学策略,帮助学生准确掌握相应力学概念,促进其物理综合素质的发展提升。
物理知识是高中学习过程中的一门重要学习,通过对其知识的学习,让我们对许多现象有了一定的认知。所以,高中生在进行物理知识学习时,需要具备一定的观察力,通过亲自实验来分析生活中常见的一些物理现象。让我们在一个更加辽阔的知识天地中翱翔。通过开展物理趣味小实验,可以培养我们对物理知识的求知欲,激发对物理知识学习的兴趣。
一、高中物理趣味小实验需要与学习内容相联系
进行《物体的平衡》知识点学习时,如果只是单一性地听老师讲解,对于相关概念及知识点,我们都无法直观地对其进行理解。如果结合学习内容进行一些趣味性小实验,可以增强对相关知识点的印象,并能够对力学概念有一个全面地了解。比如:可以在家中坐在椅子上,并将上身挺直保持两脚呈90度。如果在上身不能向着倾斜的情况下,我们尝试着是否能够从椅子上站起来。通过这样的一个非常有趣的小实验,可以C明在保证身体挺直与两脚位置的情况下,是无法从椅子上跳起来的。虽然这只是一个非常小的实验,但通过这样的一个小实验就可以引发我们对这种现象的思考。通过思考后发现,这与我们在学习中的力学物体平衡知识点有一定的关联性。因此,物体要实现站立,需要保证从重心处所引出的竖直线并没有超越其底面,否则无法实现物体的站立,也就是我们在学习中所学习到的平衡。有了这样的一个小实验,许多同学都会对物理现象产生极强的好奇心,从而提升了对物理知识学习的积极性与热情。
二、合作完成物理趣味小实验
在学习《反冲》知识点时,也许老师会在课堂教学中运用多媒体技术为我们展示一段与反冲相关的视频。例如:火箭发射。并讲解火箭能够上升到太空中,克服地球引力,正是因为反冲的作用。虽然已经非常直观形象地解释了其力学的原理,但没有经过自身的实验,对于其相关知识是无法能够更好地理解。但如果想要通过火箭来完成实验,显然是不可能的事。因此,我们可以利用日常生活中常见的物品制作一个与火箭相类似的物件来进行趣味小实验,是完全可以实现的。我们可以联合几名有同样兴趣的同学,一直收集多个饮料瓶,并将其中一个饮料以包装纸为界线裁剪为三个部分。然后将一个完整的饮料瓶倒置于裁剪下的中间部分,并用胶带将其进行固定。接着再将裁剪下的上半部分固定于倒立的完整饮料瓶底部,再利用一些卡纸来给“火箭”做一些火箭头、尾翼装饰。为了保证“火箭”在飞行中的稳定性,需要在进行尾翼装饰时,确保其与底座保持对齐。用同样的方法,为“火箭”装饰三个尾翼,并在“火箭”底部加上喷射动力控制塞。(如图1所示)
在完成了所有的制作工序后,在所制作的“火箭”中装入适量的水,并控制其水量为饮料瓶的1/4到2/5之间,然后利用打气筒对其进行打气并调整好其发射角度。完成10个大气压的打气之后,橡胶塞在气压的作用下会与饮料瓶脱离,然后获得反作用力射出。通过这样的实验,可以更加直观地对“反冲”知识点的理解,也增强了自身的动手能力。
三、通过趣味小实验学会思考
日常生活中,每一名同学的身体素质及条件都有所差异。有的同学身材魁梧,有的同学则较为瘦小。如果让两者之间进行一次力量比赛,比赛结果可想而知。许多同学在回答这问题时,会不假思索的说出取胜的原因是因为身材料魁梧的同学力气大。我们可以利用这个问题来探究取胜的原因。在这个小实验中,我们需要运用旱冰鞋,让身材魁梧的同学穿上,然后两者之间再来进行一次比赛。其结果会出人意料,身材瘦小的同学取得了胜利。那究竟是什么原因?这问题就需要我们对这种现象进行研究与分析。通过大家一起的讨论与思考发现,当瘦小的同学的静摩擦力达到一个值时,身材魁梧的同学所受到的摩擦力会持续上升。对于两者之间所产生的合力方向则会会对身材魁梧的同学产生一定的加速度。因此,真正决定胜负的秘密在于瘦小的同学增大了摩擦力。通过这样的小实验,让我们树立起了在遇到一些物理现象时,应该运用所学习的物理知识来进行解释。久而久之,可以培养我们的思考能力,促进物理学习成绩的提升。
四、借助生活化情景开展趣味小实验加物理知识的印象
高中时期的学习压力非常大,在完成了学习任务之后,可以采用一些具有趣味性的小实验来缓解紧张的学习压力。通过一些可以独立完成后小实验,还能够加深我们对物理知识的印象。比如:在电视中我们会看到一些鸟类休息时,会以单脚站立的形式进行休息。在看到这样的生活化情景时,可以尝试着像鸟类一样单脚站立,还可以尝试着保持双脚站立姿势的情况下,调整为单脚站立。通过这个尝试会发现,要完成这个动作非常困难。如果我们侧身将一只手臂与腿与墙面进行接触,然后保持直立姿势,慢慢提起离墙较远的脚,争取用靠墙的脚进行单脚站立。在完成这一系列动作之后会发现,这是一个无法完成的动作。我们可以通过所学习过的物理知识来对这种现象进行解释。因此,要实现站立必须要竖直向下通过重心的重力作用线通过了两脚围成的支面。如果我们采用了上面的方法来进行站立,支面会慢慢缩小到一个很小的范围,然后重心的重力作用线则会影响我们的单脚站立。通过这样的一个小实际,我们可以再联想许多婴儿在学习走路时为何总是踉踉跄跄,正是因为这些小婴儿的两支脚呈现一种分开的状态,所以他们在学习走路时总是感觉要摔倒。还有在一个摇晃的物体上,如果想要站立,需要将双脚叉开。如果想要在这个物体上进行行走,最好的方式就是八字形。这些都是与支面大小有一定的关系。通过一个小小的实验,不仅让我们紧张的学习心情得到了缓解,同时还加深了我们对物理知识的印象。因此,我们在看到一些生活中常见的现象时,不妨可以运用物理知识来进行思考与探究,一定会让你对物理知识产生极强的学习兴趣。
五、利用废旧物品开展物理小实验
当前的社会非常重视环保,作为新时代的高中生,同样应该以环保理念来制作一些能够让我们开展实验的小道具。比如:可以收集一些废旧的易拉罐、金属罐头盒或饮料瓶等。然后在其接近底部侧面的位置用工具钻出一个小孔。用手指去按住钻出的小孔并往里面注入相等容积的水量。当我们将按住小孔的手指打开时,水自然会从小孔中流出。但我们让饮料瓶以自由落体的形式下落。在其下落过程中,小孔中并不会有水流出。这样的一个小小的实验,让我们可以应用失重现象来进行解释。不仅利用了废旧物品,同时还增强了实验的趣味性。
此外,还可以利用同一个饮料瓶,在侧壁上下不同的位置钻三个小孔。然后用手指分别按住三个小孔,向瓶内注满水。然后同时打开按住小孔的手指,观察每一个小孔中所流出的水平射程各有不同。位置越高的小孔的水平射程较小,位置越低的则越大。通过这个实验,我们可以用液体内部压强与深度有关来进行解释。
六、结束语
总而言之,高中物理趣味小实验可以健全我们的物理知识结构。虽然学校并没有开展相类似的实验课程。但我们可以结合自身在生活中的所见所闻来进行联想,并结合学习内容开展趣味小实验。不仅可以缓解学生压力,同时还可以加深我们对物理知识的理解,提升了物理学习兴趣,让我们在高考中取得更好的成绩。
【摘要】笔者因喜欢物理科目,对物理的学习有着浓厚的兴趣,加之以我们班的物理学习情况来看,力学作为物理科目中较为难学的一部分内容,大家对其解法比较头疼,而这容易对我们的物理学习产生心理障碍。基于此,笔者通过自我学习经验,总结了在物理解题中的部分技巧与学习方法,供大家讨论和指点。
【关键词】物理;力学;解题;技巧;方法
力学是高中物理科目的重难点,部分同学在学习过程中,不能完全理解力学中的知识,加之涉及力学知识的题目大多以综合题出现,解题思路和过程的复杂性进一步加深了学习力学的难度,而一旦学不得法,则容易造成学习的盲目性和混乱性。以下,笔者通过自己学习的经验,对高中物理力学知识学习的相关技巧与方法作了简述。
1培养力学的解题思路
在我们学习高中物理力学时,需要用到能量守恒定律、运动定律,且还要运用不少的数学知识,比如三角函数、几何、图像等。以我自身为例,在课余时间就经常和部分同学讨论有关力学习题的解题过程,以及所需要用到的理论知识有哪些,通过不断地练习与深化,我们找到了可利用熟练掌握的函数和定律的方式,来解答部分力学的问题,并由此形成一种自我特定的力学解题思路。同时加之力学习题具备多变性、理解难等特点,因此在学习过程中,我们需对受力物体进行受力分析,并养成举一反三的学习习惯,从而达到事半功倍的学习效果。
2强化审题,找出隐藏信息
审题是解题的第一步,在高中物理力学题的解答中,我首先会对所要解答的问题进行整理,并弄明白所要解答题目的对象,并且在一个特定的环境下,会将其问题的对象单独隔离出来,进而有针对性、单一性的对问题进行力学上的分析,同时我还会尽量找出题目中所蕴含的隐藏信息,来提升解题效率。另外,高中物理力学大多的问题都会和我们的生活实际相关,因此在审题过程中就需要特别注意,做到边审题边在题目中标注重要信息,同时注意题目中有没有直接表明而对解题有帮助的隐含信息,并将信息加以分类,以避免解题时找不到思绪,钻入“牛角尖”。
3构建物理模型,分析受力条件
分析题目时,我一般会按顺序分析物体所受的力,即按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析,并牢记口诀“重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准”。弹力和摩擦力都是接触力,我们可对其进行全面分析,看问题对象与其它物体有几个接触面(点),并应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析,每分析一个力都应找出施力物体,因此这种方法可以当做是防止“多力”的有效措施之一。其次,在分析物体受力时,还要具体分析物体的运动形式,是静止或是均速直线运动,还是变速运动,同时还要注意运动的相对性与物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情况一般也不同。如放在水平传送带上的物体随传送带一起传动时,若传送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩擦力向后;若传送带匀速运动,物体则不受摩擦力作用。最后,还要明确物体受力情况,分析其具体受到的外力个数以及方向,如果是多物体受力,还需具体分析每个物体之间的相互作用力,以分清单个物体受力情况和整体受力情况。另外在物体受力情况十分复杂时,需要从整体上考虑,并列出相应的受力方程。
4掌握力学学习的方法
在我们所学习的高中物理力学当中,力学主要涉及到安培力、电场力、引力、洛仑磁力、摩擦力、弹力以及重力等,其分析的方法可以归纳为以下几点;(1)判断力存在性的方法:在日常学习中,我们需要注意以下几点:①弹力会受状态影响;②相对运动为机理;③重力需看问题提示;④先弹力后摩擦;⑤相互垂直力若大,则平行不存在力;(2)力隔离与整体方法:以外力判断整体,隔离后求内力;同状态看整体,反之用隔离;不同状态,整体也可;假设某力存在或者是不存在,应当以依据计算;坐标利用正交分解,轴上矢量多;(3)判断力运动趋势的方法:受到速度和加速度的影响,同向相加反向则抵消,垂直拐弯不向前;加速度受力影响,分清径向切向,径向方向变,切向大小变,运动方向则偏径向。此外,详细的力学的解题方法为如下所述。
4.1动力学
高中物理动力学问题,我们的老师将其大致分为两种:第一种是根据已知研究物体的运动情况,来分析其受力情况;第二种是已知研究物体的受力情况,来判断其具体的运动情况。同时我发现在一般情况下,动力学知识往往会伴随着综合题出现,包括高考考题中常见的力学与电学结合的问题,因此其可以认为是高中物理力学学习的重点和难点知识。而要想解决动力学问题,其研究对象既可以是一个,也可以是多个,在具体的解题过程中,我一般会根据题目所给出的信息,运用牛顿定律余动量定理等,以最适合的解题策略进行求解。
4.2运用动能定理及机械能守恒定律解决问题
在物理力学的学习中,我们知道由于动能、势能、机械能均为状态量,加之动能定理及机械能守恒定律不涉及具体过程及过程量,其只涉及物体的始末状态,因此在解题过程中,我们可无需分析过程量,达到简化解题过程的目的。由此可见,动能定理及机械能守恒定律适用于恒力或变力、持续作用或短暂作用、直线运动或曲线运动等,并且无法应用牛顿定律及运动学规律解决复杂性问题,但可以应用能量定律对其进行简单的解决。
5掌握逻辑思维,在解题中举一反三
在学习高中物理知识时,我发现很多力学问题都存在着逻辑连贯性,因此,我在平常的学习中会刻意训练自己的逻辑思维能力,以在解答力学题目时降低其复杂程度,更好地理解题意。例如,我在遇到“两个物体纠缠在一起,彼此之间均存在着相互作用力”这类题目时,我会先提出假设将这两个物体当作一个整体,来解决它们无法区分开来的受力情况,并利用逻辑思维能力进行解题。同时,我在解答高中物理力学问题时会注重对知识迁移能力的训练,由于力学题目有很多题型都具有一定的相似性,或者彼此知识存在着关联,针对这些力学问题,我能够根据平常的解题经验总结规律,不断积累和提升自己的物理学习能力,使得自己的解题自信不断增强,以此将物理知识和解题方法举一反三。
6总结
总之,在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地引导自己实践,不仅是提高力学解题效益的充分条件,也是排除我们学习物理力学心理障碍的主要渠道。
摘要:就高中物理教材而言,力学是物理知识中的重点内容之一。从以往的高中物理力学教学可知,学生在学习过程中常常会遇到一些问题。如果这些问题没有得到及时解决,他们学习物理力学知识的积极性就会受到影响。本文从当前高中生物理力学学习中存在的问题入手,对高中物理力学的有效学习方法进行分析和研究。
关键词:高中物理 力学 有效学习方法
物理是高中教育中的重点学科之一。与语文、英语等学科相比,高中物理知识的学习难度相对较高。在这种情况下,错误学习方法的使用会对学生高中物理力学知识的学习质量、积极性等方面产生直接影响。对此,笔者针对高中物理力学知识的特点,提出了几种有效的学习方法。
一、目前我国高中生物理力学学习中存在的问题
从整体角度来讲,当前我国高中物理力学教学中存在的问题主要包含以下几种:
(一)高中物理力学知识死记硬背问题
部分高中生并未掌握正确的学习方法,他们在学习高中物理力学知识的过程中,仍然会秉承初中的学习习惯,直接死记硬背,以此保证对高中物理力学概念、公式等内容的记忆。从高中物理试卷中可以看出,这门学科的考察重点并非学生对力学概念、公式的了解程度,相反,其更加重视学生对力学知识产生过程的掌握程度。因此,高中物理力学知识的有效学习建立在学生能够掌握正确学习方法的基础上。
(二)盲目解题问题
在解答除选择题、填空题之外的大题的时候,部分学生为了获得一定的分数,通常会使用直接列相关力学公式的方式,将题目的空白部分填满。这种问题的引发原因主要是:学生对力学知识的了解较少,他并不确定自己能够解答除这些问题。因此,会通过这种罗列可能有用的力学公式的方式,防止完全失分现象的发生。事实上,这种解题方式虽然能够帮助学生获得一定的分数,但不会对他们对物理力学知识的学习、理解产生任何帮助。
(三)题海战术问题
在高考的重压下,仍然有许多学生认为题海战术是防止在考试中遇到没见过的力学问题的有效方法。高中生本身的学习任务就比较重,应用题海战术这种学习方法学习高中物理力学知识势必会影响其他学科的学习。为了保证各学科学习时间的均衡分配,学生通常会选择压缩自身的睡眠时间。长此以往,学生的睡眠质量和学习质量都会逐渐下降,形成一个恶性循环。题海战术的作用不可否认,但这种学习方法作用的发挥需要大量的物理题目来支撑,在难以满足这种要求的情况下,这种方法并不可取。
二、高中物理力学的有效学习方法
笔者认为,高中物理力学知识的有效学习方法主要包含以下几种:
(一)力学模型构建法
在高中物理力学题目中,常常会出现一道题目中包含两个或两个以上物体的情况。相对于单个物体而言,这类题目的理解难度相对较高。在这种情况下,可以根据问题的实际类型利用力学模型构建法快速完成题目的理解与解答。
在高中物理力学部分中,可以构建的力学模型类型主要包含以下几种:第一,船人模型。这种模型可被应用与船与人的相对运动力学问题中。在这个模型中,原本的系统(包含船、人等因素)处于静止状态,某种力的作用使得这个船人系统产生相对运动,此时可以认为系统在相对运动方向上遵从动量守恒定律。第二,碰撞模型。这种模型可被应用于两个物体产生碰撞的问题中。该模型遵从动量守恒,例如,碰撞作用产生后的动能参数低于作用之前的动能参数。第三,连接模型。这种模型可被应用在以细杆(不计算重量)或细绳等连接起来的两个或多于两个物体中。
(二)转换法
当学生难以理解题目中的内容时,可以通过转换的方式将其转化成物理力学中较为常见的模型或者生活中的常见事例,进而顺利完成题目的解决。例如,当题目为:一条细绳的一端系着一个质量为m的小球,该细绳的另外一端被手握住。在确定人手做功、细绳与小球所作圆周运动的角速度及半径的情况下,判断小球在匀速圆周运动过程中的摩擦阻力。此时,为了保证问题的有效理解,可以将其转化成连接模型,即将人手、细绳、小球看成一个模型整体,此时,可以将小球受到的摩擦阻力看成是模型中的内部力的作用,遵循动量守恒定律。
(三)力的存在判断法
随着高中物理力学题目中力的种类的不同,针对这种力使用的判断方法也应该作出一些变动。常用的力学判断方法主要包含以下几种:第一,运动趋势判断法。这种方法通常被应用于两个或多个以上物体的运动过程中。如果所给条件中物体的运动趋势受加速度的影响,则应该判断题目中立的方向。如果其方向为径向,则该物体的运动方向会发生变化;如果为径向,则力的大小会发生变化。第二,隔离判断方法。这种判断方法通常被应用在存在多个物体的题目中。如果这些物体所处的状态不同,则应该利用隔离方式完成各个物体力的判断;如果其处于相同状态中,则可以利用作为整体的方式判断力的方向、大小等判断。
(四)力学问题解答规范法
力学问题的解答过程应该按照以下步骤进行:第一,读题步骤。读题是解答高中物理力学问题的重要前提环节。通常情况下,力学题目中常常会存在着一些隐藏条件,如果学生无法有效挖掘这些隐藏条件,则其后续解题步骤可能会受到一定影响,进而影响最终结果的正确性。因此,在这个步骤中,学生需要加强对题目中包含现象、条件本质的分析与判断。当题目较为复杂时,可以将题目分解成多个不同的部分,按照循序渐进的方式分别进行解答;第二,知识罗列步骤。这个步骤主要是将题目中涉及的力学公式、定理等确定出来,并利用这些知识完成整道题目的解答。第三,结果判断。这个步骤的作用主要是防止解题过程中的疏漏影响结果的准确性。
三、结语
目前高中生在物理力学部分学习过程中存在的问题主要包含题海战术问题、盲目解题(罗列公式)问题等。为了提高学生高中物理力学部分的学习质量,应该将力学问题规范解答方法、力学模型构建法、转化法、力的存在判断法等有效学习方法贯穿在教学过程中。
(作者单位:山东省潍坊第一中学 68级11班)
摘 要:德国高度重视科学技术教育,其中学物理教育分层次、分阶段,并在文理中学使用配套的KPK系列教材。通过对中德中学物理课程设置、中德两套高级中学物理教材“动力学”部分的主题内容和体系结构的比较研究发现:德国卡尔斯鲁厄物理课程的设计思想切入点创新、内容选取起点较高、展开顺序“深入浅出”、概念引入直接自然。两套教材的比较研究能够为理解物理概念、完善物理教材和教师备课提供较大的帮助和参考。
关键词:德国;教材;高中物理;KPK;比较
1 引 言
新课程改革的人教版教材侧重物理学概念、规律经典的建设过程,教材的主题内容基本是围绕着“运动和力”展开的,教材对物理知识本身的要求较高,同时对高中阶段学生的数学功底要求逐步升高,使得高中学生感到物理“晦涩难懂”。相比之下,德国KPK教材更加注重物理从生活中来,在设计思想、主题内容选取及展开顺序、概念引入、栏目设置和插图等方面形象生动,深入浅出,值得认真研究。
现有的中德物理教材的对比研究主要从两套教材的习题和设计思想特色方面进行展开[1-2],而本文从中德中学物理的课程设置和知识结构等方面着手,选取新课标人教版必修模块和选修3-5“动量守恒定律”与KPK力学[3]在中学物理的课程设置、“动力学”主题内容和“动力学”概念规律三方面进行比较研究。
2 中德中学物理课程设置比较
2.1 德国中学物理课程设置
德国实行小学4年、中学8年的义务教育,4年小学后经过5年级和6年级的过渡阶段进入分流阶段,大约70%的学生进入主科中学(5到9年级)和实用中学(5到10年级)等职业学校,读2~3年后就业;一小部分(30%左右)成绩较好的学生进入文理中学(5到13年级)继续学习,不同中学实现不同的教育目标。主科中学和实用中学侧重职业教育,完全中学侧重“精英教育”,实行全面化分层次的双向分流教育。文理中学又分为初级、中级、高级3个阶段。德国中学物理课程设置如表1所示。
2.2 我国中学物理课程设置
我国实行小学6年、初级中学3年的国家义务教育,小学毕业后学生不分流。初中毕业后,大部分学生进入高级中学学习,小部分学生进入中等职业技术学校学习技术。新课程改革后,我国中学教育提倡面向全体学生的素质教育,我国中学物理课程设置如表2所示。
2.3 比较分析
九年制的文理中学(又称完全中学)是德国的传统高级中学,文理中学的高级阶段相当于我国的高中阶段。德国在此阶段的学生基础较好,使用的KPK高中物理教材与我国的高中物理教材属于同一层次。德国KPK物理教材的高中版,非常明细地将物理学分支学科分为力学、电磁学、热学、光学、原子和量子物理等5册,德国的双向分流教育使得KPK系列教材每一册的起点相对较高。而我国新课标人教版高中物理教材分必修模块和选修模块,为学生提供一定的选择性,没有明显的学科分支,新课程改革提倡素质教育,面向全体学生。
3 中德两套高中物理教材“动力学”章节主题内容比较
3.1 章节内容结构比较(如表3所示)
3.2 比较分析
从表3中可以看见:德国KPK物理教材(高中版)和新课标人教版必修1、2及选修3-5两套教材所选编的内容差别很大。KPK教材第三章《角动量和角动量流》、第四章《重力场》,这些内容和概念出现在我国大学物理教材中,这也体现出德国KPK教材知识的深度、广度相对较高。
两套物理教材对各章节内容的侧重程度不同,具体反映在各章节内容所占的页数篇幅上。现将各章节页数所占总页数的比例作出饼状图,如图1、图2所示。对比可见:KPK教材重点内容较为突出,第三章《动量和动量流》所占比例高达28.09%;而人教版教材除《物理学与人类文明》部分所占比例较小外,其他章节所占比例基本均匀。KPK教材的《宇宙学》所占比例为2.25%,而人教版教材的《万有引力与航天》所占比例为11.86%;人教版教材主要采用牛顿的“力学模型”,侧重介绍运动、受力分析和能量,而KPK教材主要采用新的设计思想和新的概念结构,以“动量流模型”为核心,侧重于介绍动量、动量流,KPK教材把动量作为力学的基础。
4 动力学物理概念和规律比较
KPK教材和人教版教材所采用的基本物理量、模型和描述方式不同。因此,两套教材表述相同物理概念和规律也有较大的区别。
4.1 物理概念比较
由表4可见,两套教材中相同的基本物理概念的描述不同。KPK教材独特的设计理念打破了经典力学的思维,进行了大胆的改革与创新。KPK教材中“力”简化为“动量流强度”,它将物体运动的第一基本概念定义为动量,认为动量是一个整体不可再分,能够在物体之间流动。它以动量这一实物型量为中心概念构建全新的力学结构,其独特的描述方式更好地激发学生学习物理的兴趣和积极性。而人教版教材以力和速度为基本概念构建了经典力学结构,力的概念比较复杂,颇具难度。尤其是受力分析,学生学得相当吃力,很难真正掌握。
此外,两套教材概念引入的思维方式也不同。人教版高中物理教材采用从特殊到一般的思维方式来引导学生建构物理知识,而KPK教材则恰巧相反,采用从一般到特殊的思维方式来引导学生接受物理知识,这对传统教育理念框架来说,KPK教材作出了大胆的尝试与创新。
4.2 物理律比较
人教版教材中牛顿运动定律是物理学的基础规律,是整个高中物理中联系运动与力的纽带。由表5可见:KPK教材中把牛顿运动定律只是作为“动量流模型”的一个推论,人教版教材在给出定律前学生先实验探究,得出实验探究报告,最后引入牛顿运动定律。例如:Δp=I关系式在人教版教材中是动量定理,在KPK教材中却是一种定律;相反,==F在KPK教材中是定理,其本质相当于人教版教材中的牛顿第二定律ma=F。人教版教材遵循物理学发展的历史,进而建立一些重要物理概念和物理规律,让学生探寻物理学家伟大发现的足迹,而KPK教材则独辟蹊径,大胆创新,从一开始就确定“流模型”概念(如“动量流”)。在这一基础上逐步建立牛顿运动定律、动量守恒定律。从这一角度来看,KPK物理教材最大的特色是“深入浅出”。显然,对学生的思维要求较高,这也体现出德国的“精英教育”。同时也非常重视职业教育,大约70%的学生就读职业学校,只有30%左右的学生学习物理提高课。而人教版物理教材的特色是“浅显易懂,逐步深入”,这充分体现了素质教育的要求,面向全体学生。
5 结 论
通过对KPK物理教材和人教版物理教材力学部分的对比,发现两套教材的面向对象、设计思想、主体内容和体系结构等都有较大的不同。
(1)两套教材的面向对象的起点存在差异。KPK教材面向双向分流后学习成绩较好的30%左右的学生,因此,呈现出“入门难”的特点。而人教版教材面向学习成绩分层的学生,所以,呈现出“浅显易懂,逐步深入”的特点。
(2)两套教材的设计思想的切入点不同。KPK教材通过物理概念和物理思想的结构化实现物理课程的精简化,以“流”和“守恒”为指导思想,建立了以“动量流模型”为核心概念的力学体系。人教版教材更加侧重物理概念和规律的经典建立过程,教材的主题内容基本围绕着“运动和力”展开。不同的切入方式处理问题时,处理方法略有不同。
(3)两套教材主题内容的选取、展开顺序和重点内容有所不同。KPK教材重点讲述动量和动量流、重力场及质量和能量,而人教版教材重点讲述运动和受力分析。KPK教材第九章《宇宙学》所占比例仅为2.25%,而人教版教材第六章《万有引力与航天》所占比例则为11.86%。
【摘要】中物理课程是高中科学教育的重要课程之一。物理课程的学习包括概念、原理和规律以及技能的学习,而物理概念统领且包含着物理原理和规律,核心概念则是物理概念的重中之重。
【关键词】高中物理 重力学 解题思维
物理力学是高中物理的重点,也是高中物理的基础.在物理力学教学过程中,对力的平衡状态的分析是物理力学教学的难点之一.本文结合物理力学传统教学中的不足与力学解题方法中的思维方向以及教学过程中的经验,阐述了高中物理力学问题教学中对于解题方法的研究。
一 物理学定律的理解
物理力学的学习不仅仅是学习牛顿运动三大定律,在后期的学习过程中,还要学习动量守恒定律、万有引力定律、机械能守恒定律等,这些内容在解题过程中,往往相互关联与串接.如果没有清楚地理解每个定律的定义,就容易在解题过程中发生混乱.例如,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g.当小圆环滑到大圆环的最低点时,求大圆环对轻杆拉力的大小.在本题中,就需要同时使用牛顿第二定律、力的平衡、机械能守恒定律等.物理的解}需要对物理定律有充分的理解与掌握,一些学习能力不强的学生,对于物理的学习常常感到吃力,其原因之一就是对于物理定律的概念模糊不清,在解题过程中常常发生混淆,答案也就往往是错误的.对于物理定律能有较好的理解也是物理解题方法的关键之一。
二 准确使用物理学语言
在物理力学问题的分析中,画图解题是重要的解题方法之一,而物理语言的准确使用对于物体的受力图的正确分析有着无可替代的作用.物理语言的规范使用,需要教师在教学过程中重点强调和培养.第一,教师要时刻规范自己板书的书写,对于学生物理语言的不规范使用应该及时加以纠正.第二,教师在阅卷过程中,对于学生物理语言的不规范使用应该进行严格的扣分,以督使学生养成良好的使用物理语言的习惯.物理语言的规范使用,可以为物体受力图的正确分析奠定良好的基础,物体的受力分析图对于物理力学问题的解答具有重要作用。
三 加强解题思维的关联能力
对于物理力学的解题,学生要具有必要的分散与关联的思考能力.一方面,在物理力学的分析中,需要对物体进行整体的力学分析,再对每个小物体进行单独的个体受力分析来解题.另一方面,在力学分析过程中,物体的运动状态可能静止,也可能是匀加速直线运动、变加速直线运动等,学生要将物质运动的规律与受力情况进行联合分析.学生解题的关联思维还表现在物理力学中常常出现一些陌生的题目,此时学生要利用关联思维将该题转化为常见的习题模型,找到相似的规律解题.学生解题思维的关联能力对物理力学的学习来说十分重要,教师需从以下三点培养学生思维的关联能力.第一,培养学生的抽象思维能力.学生能对题目给定的情景联系生活实际进行想象,并画出简单的示意图.第二,要培养学生对于物理题目的关联思维,教师可以让学生多做一些相似度较高的题目,让学生找出其中的规律,并找到解题的诀窍.最后,学生要有对于物理公式的关联思维.教师在授课过程中要加强对公式的讲解,促进学生对于公式的理解,使学生在解题过程中能够熟练联系各种公式,求出未知量。
四 重视基础知识积累
基础知识是所有学科学习的关键所在,在记忆课本知识的基础上,学生应该主动积累来自例题以及参考资料上的物理知识的有关信息,这些信息可能来源于插图,可能来源于题目内容,可能来源于阅读资料。在积累资料的过程中,学生应该学会归纳总结,找出知识点的相同点以及不同点,进行相关的整理,以便于记忆。记忆与遗忘是共同存在的,所以在日常的学习过程中,学生应该反复地记忆知识点,使得知识更加全面系统,使知识与定理的内容联系更加充分。高中考试注重的是学习的透彻性,知识的基础性。在高中物理学习中,尤其是力学学习中,学生应该熟记相关的基础知识以及相关结论。刚开始学习的时候,学生往往会忽略基础知识的学习,认为理科学习、物理学习不需要死记硬背知识点,结果导致在期末复习时,能熟记基础概念的学生少之又少。所以,学好物理、学好力学的前提就是熟记物理概念,例如:什么是“机械”。只有熟记物理概念,才能更好地学好高中物理,掌握物理的学习技巧。
五 重视物理模型的建立
在物理力学的解题过程中,物理模型的建立使物理的解题过程变得简单.物理力学题目纷繁复杂,运动情况千变万化,建立恰当的物理模型,对于简化物理题目有着重要作用.建立物理力学模型时需要做以下工作:第一,需要对物体进行运动分析,分析其受力情况;第二,需要对物体进行整体分析和隔离分析,分析物体间力的作用,然后进行解题判断;最后,判断物理模型并进行归纳建立.物理模型的建立,对于物理力学的解题十分必要.例如,在求物体受到弹簧弹力大小,弹簧在振动过程中能量损失多少等问题中,就应该想到弹簧振子模型,根据具体情况再决定使用其竖直型还是水平型.教师应重视物理模型的建立,在例题讲解过程中,分析其对应的物理模型,让学生在脑中对于各类题目进行简单分类,避免在解题过程中产生混乱.总之,在理科考试中,物理的力学问题是考试的热点问题.教学中教师有必要对力学问题的解题方法进行分析并总结.物理语言的准确使用、对于定律的良好理解、解题思维的关联能力以及物理模型的建立是物理解题过程中常见的重要方法。
小结:综上所述,在力学学习中,只有归纳整理,学生才能找到知识间的联系,找到学习物理的兴趣,在物理学习过程中,从简单到复杂,从听懂到熟能生巧,这样才能从根本上提高物理成绩。
【摘 要】在“轻绳、轻弹簧的力学分析”物理知识的模型建设时,要按照模型建设的原则来进行,能够在简化理论知识的基础上,构建理想模型。教师在建设模型时,要将物理题中的干扰项排除,找出实际求解条件,设计统一的模型来进行答题,提高物理教学水平。
【关键词】高中物理;模型构建;力学
现代教育不仅是教授学生知识,更将学习内容与生活相连,满足社会对人才的需求,高中物理也是如此,教学知识的实践性增强,就目前高中物理教学现状观察,教学的实践性不断增强,主要表现在物理题解的模型构建上,通^构建模型,将理论化知识应用在具体实践过程中,利用立体化物理模型,降低物理知识难度,将抽象化的知识形象化,在学生脑海中构建知识模型,提高物理学习的效果。高中物理力学知识教学中,构建模型是最常见的解题方法,尤其是在轻绳、轻弹簧的力学分析上,将抽象化的“力”通过模型形象化,将力的相互作用表现出来。
一、高中物理知识模型的构建
高中物理知识模型的构建主要是将抽象的物理知识形象化,降低抽象理论的理解难度。模型构建是受到学生想象力的限制作用,现代教育要求发散学生的思维,使学生能够在模型构建的过程中,不断丰富自身的空间想象力和逻辑思维能力,同时要注意构建模型并不是毫无原则,模型的构建要遵守以下几个原则:
首先,模型的构建要突出主要问题。物理模型构建的主要目的是要实现物理解题,在构建模型时,要注意将最基本的知识简化为模型,能够通过构建的模型经要解决的问题表现出来。在构建模型时,注意区分干扰因素,尽可能构建关键词,减少不必要词语的干扰,尽量简化模型,简化物理问题。
然后,模型的构建是客观存在的。物理知识的严谨性很强,在模型的构件上,应该将模型与知识相关联依附于问题本身,不能使构建的模型脱离实际问题;还有在构建模型时,切忌主观臆测,凭借主观判断进行模型构建,这种做法导致模型无法发挥本身的解构作用,最终造成模型构建不准确。
最后,模型构建遵循科学原则。模型本身的构建过程就是科学实践的过程,在模型的构建上,要注意不违背科学原则,不能够追求降低知识难度,忽视客观理论。
二、轻绳力学分析的模型构建策略
构建“轻绳”模型首先要了解力学的相关知识,对于相关假设进行模型构建和分析,物理力学知识的相关假设有:力量传递介质的自身质量忽略不计的前提下,弹力或拉力方向与轻绳或轻弹簧平行;轻绳不会受自身拉力影响,不会出现弹力的变化,长度变化的情况,一般都是在可控范围内,能够随意改变轻绳的自身的拉力、弹力。
关于轻绳的结点问题,若无结点,那么拉力在同根绳任何位置上恒等;若有结点,则将轻绳看作两条独立的绳,拉力的大小则要看实际数据。
1.轻绳无结点,拉力恒等
模型如图1所示:
解析:作用于弹簧秤的两个外力不相等,拉力做匀加速运动,隔离外壳及弹簧秤钩,其秤钩及弹簧是轻质的,M=0,弹簧的手里作用如图6所示:
具体的运动过程如下:
F1-T=Ma=0 计算T与F2的关系,计算公式为T-F2= ma,由于ma=0,将0带入式子中可得T=F2,由此可知弹簧两端的作用力皆为F2,同根弹簧各张力点的作用力相等。
结语
在现代物理解题中应用模型解构,降低物理知识的难度,有效的实现知识的实践化,能够将物理知识与模型实践结合起来,提高物理学习的质量。模型构建的用途之一就是力学的相关知识,通过轻绳、轻杆和轻弹簧的理想化模型的构建,解决力学问题。
摘 要:解析高中物理力学题时,在推理逻辑力、抽象思维力和判断力方面给高中生提出了较高的要求,所以在解析力学时,掌握解题技巧才能够快速准确地求出结果。就从基础概念打实、细分知识点和仔细审题这三个方面来阐述解题的技巧,希望能够给予高中生一些力学解题上的帮助。
关键词:基础概念;解题技巧;推理能力
物理这门学科在高中时期属于难度较大,也非常重要的一门课程,由于在这门学科中还牵扯化学和数学的知识,因此它是综合能力强、涵盖广泛、有较大灵活性的一门学科。高中物理学中力学是重要的内容之一,只有将高中时期所有力学知识点融会贯通,并且掌握解题的技巧才能够顺利、正确地完成物理试题。然而力学试题不同也就有会有不同的解题技巧,所以在进行解题技巧归纳时,一定要理清题目的本质,这样才能在解题时起到事半功倍的效果。
一、打实基础概念,使学生的物理思维得到发散
物理概念作为物理学之根本,学生理清全部物理概念才能够为学习物理打下基础。假若学生不能搞清楚物理概念或者对于每个物理概念不能明确掌握,那么解题时必然会出现这样那样的问题。为了能够让学生牢牢掌握物理概念,应采取以下方法:(1)明确物理概念的定义。大多数物理概念乍一看差不多,然而其实质意义却大相径庭。例如“加速度”和“速度”二者之间只相差一个字,却是完全不同的两个概念。加速度是描绘物体在运动时速度变化快慢的一个物理量,而速度则是描绘物体运动得快还是慢,当速度在零的状态下,而加速度有可能不是零,所以学生将这些基础概念掌握好,才能够在解题时理清题意,不至于出错。与上述情况相同还有“速率”与“速度”的概念,“动量”与“动能”的概念。另外“功”与“能”在很多时候有相同的单位,但是“能”用来表示状态,功来表示过程,所以在物理量上大不相同。(2)重视物理量之间的相关性。各种物理量在力学的范畴内不是单独的,而是密切相连并可以相互推导的。只有使学生本身的物理思维发散出来,才能够使其在解题时保持解题的创新性,使举一反三的能力加强。
二、仔细审题,使学生的解题思维得到发散
在物理试题所给出的条件中,有的是互为关联的两个或者两个以上物体,有的则是单独的一个物体,还有的会将整个物理过程给出,当然也会将物理过程中的很少一部分提供给学生。学生想要找到求解此类试题的方法,仔细审题十分必要。在展开审题时,(1)要分析物理系统是怎样受力的,同时将全部单位均变换成国际上认可的统一单位,然后再将数值代入加以核算,这样就可以评断得出的结果是否能符合逻辑。(2)在研究试题中的对象时,实行抽象思维,同时在特定环境下将该类对象画成物理图,这样学生在对对象进行研究分析时变得更加直接,运动规律也就在此呈现出来,从而会快速地将解题方法找出来。此外,学生在物理学的范畴内,使物理过程向物体状态转变,要明确物体只是处在非平衡和平衡两种状态,这样学生的求解方式也就更为确切和明晰。(3)学生在求解时,有的题目需要用示意图的方式描述给出的条件,这时就应当根据试题给出的意思,将受力状况或者各个阶段的运动形态在示意图上标注出来,这样一来,学生可以更加形象、直观地认识到物体的运动节奏,使给出的条件和求解的最终目标完成相互转化。
三、将知识点细分,头绪理清,使推理能力得到提高
万有引力定律、牛顿运动定律、能量和动量守恒定律、动量定理、动能定理等定律定理是高中物理学中最为重要的定律和定理,而考试题目中针对力学的考核,不是拿出一个定理来考查学生,而是将几个定理综合在一起考核其知识点掌握情况和认知度,从这些定律的考核中查看学生的推理逻辑能力、判别力和抽象思考力。在综合的力学试题中,一般要分析繁琐的受力原理,这是力学学习的难点也是重点。学生在解这一类题目时,应当掌握分阶段探讨的能力,也就是肢解力学知识点,看看是考查的哪几个知识点,将试题的思路弄清楚之后,这个试题也就顺理成章地解决了。一般在遇到对瞬间关系和加速度进行求解的问题时用牛顿定理,解位移和功形成变力的试题时一般使用功定律和能定律,在解与时间相关和冲量的问题时使用动量定理。
此外有的问题具有综合性,一两个定理无法满足,就必须用两个以上的定理来解决。在对试题展开分析时,一定要将守恒定律放在考虑的首要位置,一般最为简单的解题技巧就是用守恒定律来解决,不过在使用这一定理时必须是在守恒条件满足的前提下展开,如果不展开试题的分析就胡乱地用守恒定律,那么解出的答案必然是错误的。特别是在动量守恒中如内力远远大于外力,是指在研究系统时,两个物体之间的作用力要大于外界给系统的动力。诸如此类特殊的例子,学生应特别注意。学生对试题中已经给出的条件进行探析时,应重视物理过程的分析,同时构建特定环境下的物理意境。在物体运动的动态过程中,所处的环节不同也就会展现出不同的规律,只有明确其中的规律,才能够找到适合的解题技巧。值得关注的是,物理过程在大部分情况下会变化出很多形式,不过都是以一定的规律为依托。也就是说大多数物理过程之所以改变,只是以一个物理过程为基础,将假设方式和基础条件做出改变,然后形成一道性质各异的试题。因此,想要解决这类题目,只要掌握求解的规律,也就会用最短的时间来解决这类问题。
全面掌握力学体系中的基础知识,不漏掉每一个知识点,也不能有猜题和押题的偷懒心理,踏踏实实地掌握好全部基础知识是解析力学试题的关键要素,因此高中生在学习力学时,应当以基础为主,再运用以上三点解题技巧,才能够更为准确快速地解析试题。所以解析力学题目,无论哪种思路或者技巧都要以扎实的基础为依托,希望以上的各种解题技巧在学生解析力学试题时有一定的帮助。
物理力学是高中物理的重点,也是高中物理的基础.在物理力学教学过程中,对力的平衡状态的分析是物理力学教学的难点之一.本文结合物理力学传统教学中的不足与力学解题方法中的思维方向以及教学过程中的经验,阐述了高中物理力学问题教学中对于解题方法的研究.
一、物理语言的准确使用
在物理力学问题的分析中,画图解题是重要的解题方法之一,而物理语言的准确使用对于物体的受力图的正确分析有着无可替代的作用.
物理语言的规范使用,需要教师在教学过程中重点强调和培养.第一,教师要时刻规范自己板书的书写,对于学生物理语言的不规范使用应该及时加以纠正.第二,教师在阅卷过程中,对于学生物理语言的不规范使用应该进行严格的扣分,以督使学生养成良好的使用物理语言的习惯.物理语言的规范使用,可以为物体受力图的正确分析奠定良好的基础,物体的受力分析图对于物理力学问题的解答具有重要作用.
二、物理定律的精准理解
物理力学的学习不仅仅是学习牛顿运动三大定律,在后期的学习过程中,还要学习动量守恒定律、万有引力定律、机械能守恒定律等,这些内容在解题过程中,往往相互关联与串接.如果没有清楚地理解每个定律的定义,就容易在解题过程中发生混乱.
例如,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g.当小圆环滑到大圆环的最低点时,求大圆环对轻杆拉力的大小.在本题中,就需要同时使用牛顿第二定律、力的平衡、机械能守恒定律等.物理的解题需要对物理定律有充分的理解与掌握,一些学习能力不强的学生,对于物理的学习常常感到吃力,其原因之一就是对于物理定律的概念模糊不清,在解题过程中常常发生混淆,答案也就往往是错误的.对于物理定律能有较好的理解也是物理解题方法的关键之一.
三、加强解题思维的关联能力
对于物理力学的解题,学生要具有必要的分散与关联的思考能力.一方面,在物理力学的分析中,需要对物体进行整体的力学分析,再对每个小物体进行单独的个体受力分析来解题.另一方面,在力学分析过程中,物体的运动状态可能静止,也可能是匀加速直线运动、变加速直线运动等,学生要将物质运动的规律与受力情况进行联合分析.学生解题的关联思维还表现在物理力学中常常出现一些陌生的题目,此时学生要利用关联思维将该题转化为常见的习题模型,找到相似的规律解题.学生解题思维的关联能力对物理力学的学习来说十分重要,教师需从以下三点培养学生思维的关联能力.第一,培养学生的抽象思维能力.学生能对题目给定的情景联系生活实际进行想象,并画出简单的示意图.第二,要培养学生对于物理题目的关联思维,教师可以让学生多做一些相似度较高的题目,让学生找出其中的规律,并找到解题的诀窍.最后,学生要有对于物理公式的关联思维.教师在授课过程中要加强对公式的讲解,促进学生对于公式的理解,使学生在解题过程中能够熟练联系各种公式,求出未知量.
四、重视物理模型的建立
在物理力学的解题过程中,物理模型的建立使物理的解题过程变得简单.物理力学题目纷繁复杂,运动情况千变万化,建立恰当的物理模型,对于简化物理题目有着重要作用.建立物理力学模型时需要做以下工作:第一,需要对物体进行运动分析,分析其受力情况;第二,需要对物体进行整体分析和隔离分析,分析物体间力的作用,然后进行解题判断;最后,判断物理模型并进行归纳建立.
物理模型的建立,对于物理力学的解题十分必要.例如,在求物体受到弹簧弹力大小,弹簧在振动过程中能量损失多少等问题中,就应该想到弹簧振子模型,根据具体情况再决定使用其竖直型还是水平型.教师应重视物理模型的建立,在例题讲解过程中,分析其对应的物理模型,让学生在脑中对于各类题目进行简单分类,避免在解题过程中产生混乱.
总之,在理科考试中,物理的力学问题是考试的热点问题.教学中教师有必要对力学问题的解题方法进行分析并总结.物理语言的准确使用、对于定律的良好理解、解题思维的关联能力以及物理模型的建立是物理解题过程中常见的重要方法.
摘要:高中物理的力学实验需要不断提升学生参与教学的自信心,教师设置更多的生活化的问题,情境教学,情感教学的不断融入,从而实现高中物理力学实验学习质量的有效提升。
关键词:物理;力学;实验;教学;生活化
一、引言
力学内容是高中物理实验教学的重要内容,是高中物理教学的起始,也是现代高中物理教学的关键环节,对后面的物理知识的学习有着启发作用,只有不断拓展实验教学,才能实现学生对力学的相关知识的理解,很多定律和公式都可以通过物理实验得到相关的验证,更好的满足现代物理知识的掌握。由于物理力学实验需要突出学生参与的主动性、独立思考、动手能力,这样都是需要在相应的教学过程中融入更多的新的方法和手段,引导其教学的有效开展。
二、鼓励学生开展实验的自信心
高中生更加需要关注,他们在成长的过程中需要有人不断的关注他们,这样他们才能有自己的存在感[1]。在高中物理力学的教学中,教师的表扬和鼓励对学生来说不仅是最大的关注,更是对自己行为的一种肯定,这样可以大大鼓励学生更好地完成相关的教学任务。教师需要关注到学生平时在上课和课下的行为。在学生独立的或者在团队协作下完成了相关的任务,教师需要第一时间提出表扬和肯定,这样对学生及时鼓励可以大大提高他们的自信心,在今后的任务完成的过程中更加具有信心,这是完成工作任务的基础和前提。具体的激发方法很多,鼓励性班级氛围营造就是一种比较重要的鼓励教育。教师在言语上需要经常性的鼓励和肯定。在学校里,教师是孩子们最为信任的人,他们在孩子们的心里有着很高的地位。因此,教师需要在遇到学生一些成绩的取得之后,需要及时在言语上加以鼓励和肯定:“你很棒。”当遇到学生出现实验困难的时候,也需要及时鼓励他们:“你是最我们心中的最厉害的人,继续想想吧,你一定能做出来的。”
三、设置情境生活化的问题
高中物理力学实验教学的主要内容相对比较简单,都是我们生活中必须使用的力学知识,在教学内容上具有实践性。这也为我们开展教学内容的生活化改造提供了基础和前提。这些物理力学的知识直接教授给学生的时候,由于学生的抽象思维还没有完全建立,学生对那些抽象的问题的认识还缺乏必要的理解和认识,将这些理论知识的抽象问题使用一些生活化的案例进行铺垫,从具体到抽象,从简单到复杂,这就符合了高中生认识事物的一般规律,也是物理力学实验教学的质量提升的前提和保证。因此教师需要对教材中平时学生反映比较强烈的问题,加入大量的生活化的案例,从具体的问题开展讲解,在学生对这些具体问题有所认识之后,教师在进行相关概念、公式、定理的讲解。例如:牛顿第一定律的实验验证教学过程中,教师可以设计一系列生活化的例子进行教学,小球上坡的时候,运动速度越来越慢,下坡的时候,运动速度则是越来越快,其中的主要原因可以设置给学生,让他们进行思考。这种生活化的案例思考,更加具有具体的实际意义,可以实现学生理解和亲和力,满足学习的需要。
四、情境教学融入
教师在教学方法的选择上有着十分重要的作用,没有教不好的学生,只有不会教的老师,这就是说教师的教学方法对学生理解相关知识的重要性。在设计问题情境过程中,教师应有与生活联系的实践教学,实现学生参与高中物理力学实验教学的积极性和主动性,这样可以进一步激发学生对力学问题的理解和认识。生活化的实践教学不仅可以激发学生参与教学的积极性,同时在学生理解相关问题上有着很大优势,理论联系实际,是学生对抽象问题应用实践上的再认识,是认识上的一种升华。具体来说,可以将学生分组不同的小组,将相关的教学内容设置出一定的问题,让小学生实践操作,从而得出最终的力学定律和结论。这种实践操作的教学可以激发学生的独立思考、动手的能力,学生对学习的有效性有所认识。例如在牛顿第二定律的实验教学中,将实验所需要的相关设备配置到位之后,让学生分组进行自主进行实验验证活动,教师在其中只是起到引导的作用,这种情景式的教学可以帮助学生更好的理解牛顿第二定律的基本条件。
五、情感教育融入
高中生一般都是十几岁的孩子,需要物理教师投入更多的精力和情感,实现高中生在心理上的过渡,使得他们更快的适应现代高中快节奏的学习生活,这样才能有利于高中生的健康成长。物理力学实验课程就是解决学生思想问题的,因此在物理力学的实验教学过程中更多的关注学生情绪变化,融入更多的情感教育,是十分必要的[2]。具体来说,教师需要关注班级中每一个孩子的心理情况,对于那些沉默不语,不习惯与其他同学一起玩耍的学生需要重点关注,引导他们参与物理力学实验的教学,在课堂上经常性的让这些学生参与相关教学任务的完成。让他们在任务教学的过程中与一些性格开朗的孩子分在一组。让性格开朗的孩子来影响这些性格内向的孩子,这些都是需要教师付出更多的精力进行观察班级每一个孩子的心理变化,同时也需要教师在情感上付出更多,实现与孩子们彼此信任感、依存感的建立。这种信任感建立之后,学生参与物理力学实验方法的主动性就被有效激发。
六、结语
随着课程改革的不断推进,物理力学实验教学内容的应用性凸显。教学过程中,需要不断注重学生的自主学习的能力,不断构建学生学习数学的氛围,实现他们参与教学的积极性实现。物理力学具有一定的抽象性,学生接受起来难度有点大,在教学过程中有效融入生活化的教学内容、问题情境化的教学方式,让学生参与物理力学实验的动手能力提升,他们在接受相关抽象知识点的过程中难度将大大降低,物理力学实验教学的有效性将大大提升。
高中力学部分是物理学的基础,是物理学的重点,力的概念较为抽象,不好理解,而且在做计算时往往无从下手,有些公式只是机械的应用却找不出理论依据,由于寻找不到源头,不敢合理外推,加以扩展.对于公式没有从根本上理解它的来龙去脉,在应用时往往力不从心,本文针对这种情况,把多年的教学经验总结出来供大家参考,作用是抛砖引玉,不对之处希望大家不吝指教.
1 力是矢量,矢,就是箭
成语“有的放矢”就是有目标射箭.矢量就是有方向的量,既有大小又有方向的量才是矢量,但有大小和方向的量不一定是矢量,如电流.对于一个矢量如何去标记?用一个带箭头的线段来表示,旁边加一个字母,如:加“F”表示力如图1所示.
要考查一个矢量需从大小和方向两方面去考查,大小是指线段的长度,方向在平面图中就是指与水平线或竖直线的夹角.具体在实例中,力的方向是定的,这里需补充一个概念,即一个矢量在平移的过程之中与起点没有关系(这个特点能让我们可以把共点的力变成共面的力,又能将共面的力变成共点的力,共点力与共面力可以根据需要自由转化),因为平移能保证线段的长短不发生变化,即力的大小不变,而且是平移那么保证了与水平方向的夹角不变(或与竖直方向的夹角不变),即方向不变,这样一来对于一个力来说其大小和方向都不变了,就保证了力不变.那么计算之时需要满足的方法是矢量法则,具体在力学之中就是平行四边形法则和三角形法则,这两个法则其实是一个法则,将平行四边形的一边平行移动就成为三角形.二力合成用平行四边形法则来做就是对角线,如果用三角形法则合成,合力就是从初指向末的一条有方向的线段.
平行四边形法则(三角形法则)只能粗略的计算,要精细的计算还得用正交分解法(指两直线垂直相交就是正交了,说白了就是直角坐标系).运用正交分解法的前提是先得把所有的力让其共点,如何才能共点呢?通过平移的办法,平行四边形的两对边就是互相平移的结果,不过在力学中是带箭头的线段,平行四边形中是不带箭头的线段.如上图所示将三角形倒回去就将共面力变成了一个共点力.
2 力的合成和分解的区别
高中教材中的力学讲解中,力是按性质来分类的,力可以分为重力、弹力、摩擦力,电场力、磁场力等.力的合成是把各种性质的力作用于同一个物体,合成一个力,这个力其实是一个“大杂会”,说得好听点是梁山的英雄好汉 “群英荟萃”,说的不好听就是乌合之众,一丘之貉,这种合力是没有名字的.那么力的分解就不同了,同一种性质的力不能分解出别的性质的力,弹力分解出的一定是弹力,摩擦力分解出的一定是摩擦力,有点像王家分家,不管你分成几家都是姓王的,不可能王家分出来一家姓李的,例如放在斜面上的物体,重力只能分解成沿斜面向下[TP3GW26.TIF,Y#]的重力G2和垂直于斜面的重力G1,所分的这两个力都是重力,重力不可能分解出弹力、摩擦力来.如图3所示.
3 有关力的合成计算
物体的状态分为平衡状态的计算和不平衡状态的计算.
平衡状态从状态角度来看是指物体处在匀速直线运动和静止状态.从受力角度来看是指物体所受合力为零.从正交分解法角度看是分解到x轴的左边的合力和分解到x轴右边的合力大小相等,分解到У轴上半轴的合力与下半轴的合力大小相等,x轴合力为零了,y轴合力为零了,所以最后合力为零.从构图角度来说,当物体受三个力平衡时这三个力能顺次首尾能构成一个封闭的三角形,那么物体的运动状态要么是匀速运动要么是静止状态.做图证明如下:物体A(将物体等效为质点)受三个力平衡时,如图4(1)所示那么先平移F1,保持别的力不变如图4(2)所示,再平移F3,如图4(3)所示,根据三角形法则,
假设法是科学研究的重要方法,在物理教学中有着广泛应用。在高中物理教学中应用假设法,有助于忽略次要因素抓住事物本质,提高教学效率。本文将从运用假设法判断弹力的有无;运用假设法判断静摩擦力的方向;运用假设法建立理想化模型三个方面,结合自己的教学通过大量例子阐述假设法在高中物理教学中的应用。
一、运用假设法判断弹力的有无
弹力是高中物理的重点内容,而判断弹力的有无又是学生学习的难点。根据弹力的定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,就会对与它接触的物体,产生一个力的作用。得到弹力的产生条件是接触、弹性形变。如果用弹力的产生条件去判断弹力有无,在实际问题中很难作出判断。因为很多时候物体发生的弹性形变是微小形变,用肉眼很难分辨,这时运用假设法则可以很容易作出判断。
具体操作:假设相互接触的两个物体中的一个不存在,看另一个物体会不会“动”,若会“动”则两物体间有弹力,不会“动”则两物体间无弹力。
例1.如图1,用两段绳子a、b将小球分别悬挂于天花板和墙壁上,处于静止。a绳子竖直,b绳子水平。判断a、b两段绳子对小球是否有拉力。
解析:分析过程中的难点在于水平绳子是否有拉力的判断。运用假设法,假设绳子a不存在,小球会往下掉,说明绳子a对小球有拉力;假设绳子b不存在,小球静止不动,说明绳子b对小球无拉力。
例2.如图2,在斜面a和水平地面b之间放置一个小球,小球和斜面a、水平地面b均接触。判断在斜面a和水平地面b与小球之间是否存在弹力。
解析:分析过程的难点在于斜面a对小球是否有支持力。运用假设法,假设斜面a不存在,小球静止在b上不动,所以斜面a对小球无支持力;假设地面b不存在,小球会沿斜面a往下滚,所以地面b对小球有支持力。
例3.如图3小球B用竖直绳子C悬挂于天花板上,让小球B与斜面体恰好接触,判断绳子和斜面对小球是否有弹力。
解析:分析难点在于斜面对小球是否有弹力的确定。运用假设法,假设斜面不存在,小球被绳子吊着不会动,所以斜面对小球无弹力;假设绳子不存在,小球会沿斜面向下滚,所以绳子对小球有拉力。
二、运用假设法判断静摩擦力的有无及静摩擦力的方向
1.用假设法判断静止物体是否有静摩擦力及其方向
判断的关键,在于判断有无相对运动趋势。判断方法是:假设两物体间接触面光滑,看物体是否会运动起来,如果会则运动起来说明有相对运动趋势,且假设光滑时物体运动也就是相对运动趋势的方向,说明此物体间有静摩擦力,且静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。反之,假设物体间接触面光滑,物体仍然静止则物体间没有静摩擦力。
例4.将物块A,静止放在粗糙斜面上,判断A与斜面间是否有静摩擦力,静摩擦力的方向。
解析:假设斜面光滑,A与斜面间无摩擦力,A将不会静止,而是要沿斜面向下滑动,所以A有相对运动趋势,A与斜面间有静摩擦力,且静摩擦力的方向沿斜面向上。
2.用假设法判断运动物体是否有静摩擦力及其方向
此类问题通常涉及到连接体共同运动,如果凭直观经验判断容易出错。运用假设法,假设存在或不存在静摩擦力,用牛顿运动定律结合运动情况,则可以作出明确判断。
例5.如图5所示A、B叠放在水平地面上,用水平向右的力F拉着B,A、B以共同速度v向右做匀速直线运动,判断A、B间是否有弹力及弹力的方向。
解析:假设A、B间存在弹力,不论向左或是向右,对A进行受力分析,A受重力和支持力平衡,就无其他力与静摩擦力平衡,所以合力不为零,根据牛顿运动定律,A不可能做匀速直线运动,与题目条件矛盾。所以A、B间不存在静摩擦力。
例6.如图6所示A、B叠放在水平地面上,用水平向右的力F拉着B,A、B以共同加速度a向右做匀加速直线运动,判断A、B间是否有弹力及弹力的方向。
解析:假设A、B间存在弹力,对A进行受力分析,A受重力和支持力平衡,还剩静摩擦力平衡,所以合力等于A所受静摩擦力,根据牛顿运动定律,A做匀加速直线运动,静摩擦力的方向必然与加速度a的方向相同,所以A受水平向右的静摩擦力。
三、运用假设法建立理想模型、进行理想实验
理想化模型是对物理研究过程,进行科学的抽象,忽略其次要因素,抓住本质简化成直观易于理解的模型。例如高中物理力学中所涉及到的质点、单摆、弹簧振子、自由落体运动和平抛运动等。
理想实验则是先提出猜想,再进行实验来验证猜想的合理性。在实验的基础上进一步忽略次要因素进一步推想,进而得到理想化的必然结论。例如高中物理中涉及到的伽利略理想斜面实验、验证机械能守恒定律实验等
总之,教师在教学中合理应用假设法,可以取到化难为易,变复杂为简单的效果,有利于学生理解和接受,从而提高课堂教学效率。
摘 要:在高中物理教学过程中,力学部分因其理论内容多,知识抽象,是学习难度较大的内容,学生对此部分内容的学习面临的困难较大,导致学生对学习力学知识的积极性不高。但学好力学知识是学好物理的基础,如何使学生更加有效地进行力学知识的学习,是教师需要思考解决的问题。
关键词:高中物理;力学教学;教学策略
力学部分在高中物理课本中占有很大的比重,学好这一部分的内容是学好物理的基础,因其教学难度大,学生对力学的兴趣不高,学习起来也很吃力,所以物理教师应该采取积极有效的教学策略,高质量地进行力学教学,全面提高力学教学的质量,确保学生对力学知识学习的有效性。
一、高中物理力学教学的难点
1.知识点抽象
由于力学是非常抽象的自然哲学,同时需要理论与计算相结合,就连教师也很难在教学时解释清楚一些公式计算的原理,从而导致学生认为物理力学知识“太难学”“太难懂”,从而打击了学生学习物理的自信心,也打击了学生学习物理力学知识的积极性。
2.学习压力大
力学是研究物质机械运动规律的学科,又称经典力学,运用极为广泛,但用途如此之大的力学知识,却是学生不喜欢的科目之一,究其原因,要从学生与力学的初次接触――矢量计算说起。矢量计算的结果往往充满着不确定性,这一现象让学生不知所措,而矢量计算是学生学习力学的基础入门知识,这也就使学生在入门时便认为物理力学知识是一门难以学好的学科,从而导致巨大的学习压力的产生,同时也使学生对力学学习产生了畏惧,甚至自我逃避力学的学习。
二、高中物理力学教学策略
1.实现力学知识点的形象化
教师在高中物理力学的教学活动中,需要将理论知识与实践相结合,使学生感受到物理力学知识与生活的息息相关,从而达到让学生重视力学的目的。信息技术时代下,教师可利用多媒体手段,激发学生学习力学的兴趣。
例如:在“超重与失重”的新课导入时,可以让学生在课前用相机录制一段视频,反映电梯升降过程中的超失重现象,从而增强课堂的趣味性,提高学生的学习兴趣。录制视频时,教师指导学生带上一个家用体重秤,在电梯升降的过程中记录下体重计的示数变化,注意在录像时最好选择观光电梯,以便体现出电梯的升降情况。录制好的视频在新课上播放,引导学生观察电梯上升过程中,体重秤的示数先增大,后恢复,再减小的特点,从而得出物体先超重,后平衡,再失重的规律。如此一来,既可以锻炼学生的动手能力,提高学生的学习兴趣,又能把物理的力学分析与生活有机地结合起来,使教学过程更加形象生动。
生活中处处皆是力学:跷跷板、荡秋千、体重计等等,教师可利用这一点,开发学生的思维能力与想象力,借此提高学生对力学的学习兴趣。
2.增加力学知识的趣味化
物理力学是探索宇宙万物运动规律的学科,生活中处处充满物理力学,事实上,物理力学并不是学生所想象的那么受局限,恰恰相反,在整个物理学科中,力学占据着举足轻重的地位。教师需要引导学生重视物理力学,在教学过程中多运用生活小实验,提高学生对力学的正确认知。
例如:学习摩擦力的时候引入筷子提米的实验,事先准备好筷子和装满米的杯子,将筷子插入米中,压紧,逐渐往杯子里注水,等待一小时后提起筷子,结果筷子把杯子和米一起提了起来。杯子提米的实验简单易操作,但是可以让学生对摩擦力有更直观的认识,从而认识到学习物理也是一件非常简单而有趣的事情。
3.注重力学分析的规范化
受力分析贯穿整个高中阶段的物理学习中,教师从开始教学生受力分析时,就要注重培养学生养成良好的受力分析习惯。笔者认为按一场力,二外力,三接触力的分析顺序,将会大大减少学生受力分析时出现的错误。其中,场力包括重力、电场力和磁场力,接触力包括弹力和摩擦力,一个接触面最多产生一个弹力和一个摩擦力,并且同一接触面的弹力就是该接触面上产生的摩擦力的正压力。受力分析时从这一角度出发,结合牛顿第三定律即可清楚地解决问题。
例:如图1所示,A、B同时匀速向右运动,F作用在B上,试对A、B进行受力分析(各接触面均不光滑)。
解析:叠体问题采用先整体,后隔离;先简单,后复杂的分析顺序。
(1)把AB整体进行受力分析。由于AB整体一起匀速向右运动,因此AB整体受力平衡。受力分析如图2所示:
水平方向:F=f,竖直方向:N=Mg。AB作为一个整体,只与地面有一个接触面,因此只产生一对接触力。
(2)隔离A、B,由于A只有一个接触面,B有两个接触面,所以A更容易分析,因此,我们可以先分析A。A受力分析如图3所示:
隔离A后,A与B之间只有一个接触面,在这个接触面上可能产生一对接触力。竖直方向:NBA=mAg。水平方向:用假设法判断,假设B对A有摩擦力,则A在水平方向上无法保持平衡,故可以判断,B对A没有摩擦力。
(3)隔离B,受力分析如图4所示。对于B而言,有两个接触面,B与地面的接触面可参考对AB整体的受力分析,如图2所示。B与A的接触面可参考对A的受力分析,如图3所示。根据牛顿第三定律,A、B间的弹力与摩擦力都存在相互作用力,大小相等,方向相反。B对A没有摩擦力,故A对B也没有摩擦力。
通过这样的分析,学生能很快理解这一类问题,并且掌握做题思路和学习方法。除了注重培养学生良好的受力分析习惯外,在初学时,教师应该严格选题,选择具有代表性的题目,从浅入深,层级递进,逐步培养学生的解题能力和做题思路,从而树立学生对学习物理力学的自信心。
由于学生对力学的一些错误观念,导致学生在学习物理力学时感到非常困难。教师作为引路人,要发挥好自身的作用,引导学生找到正确的前进方向,激发学生的学习兴趣。在日常生活中到处存在物理力学知识,教师要善于利用这些生活现象,结合力学知识,帮助学生更好地理解力学的知识点,转变学习观念,自觉主动地学习物理,为促进自身发展打下良好的基础。
【摘要】高中物理学习中力学一向是重头戏,其会对高考成绩产生较大影响,高中物理力学知识具有抽象性强的特点,理解起来难度相对较大,但是如果在学习中掌握其中的学习技巧及一般规律,可以有效提高物理力学的学习效率及学习效果。文章结合笔者的实际经验,分享几点高中物理力学的学习方法。
【关键词】高中物理 力学 学习方法
一、养成用物理思维思考问题的习惯
物理思维的锻炼不是一蹴而就的,而是需要通过日常学习点点滴滴的积累,在学习过程中要做好课前预习,提前梳理一遍新知识,联系旧知识,课堂上认真听讲,尤其是不能错过重点、难点知识,课后进行详细的复习,认真完成老师布置的各项作业。此外,要养成良好的物理思维,还要注重细节问题,具体表现在以下几个方面:首先,各种物理符号要规范书写,不能一味追求快而忽略了物理符号本身所具备的、表达物理表象中本质内容的意义,物理符号是物理语言,规范书写各种物理符号,尤其是各种大小写及下标的含义要准确表达出来,以养成正确使用物理语言的习惯。其次,规范书写方程式及重要演算步骤,解题思路是通过方程式表达出来的,因此工整、规范的演算步骤有助于老师了解解题思路,帮助我们及时发现问题,及时追本溯源。最后,要抱着挣得一分是一分的心态。力学题目比较难,有时解题时没有清晰的思路,尤其是试卷的压轴题,针对这种情况要仔细读题,并罗列出解题时可能用到的定理定律及公式,并做进一步的计算与推导。
二、加强基础记忆,打好基本功
高中物理力学知识的学习过程中,各种基础知识、结论、概念的记忆是解决各类力学问题的前提条件,物理课程也有很多需要死记硬背的知识点,熟记基础概念,才能准确的理解题意,合理分析各种受力关系。力学中常用的定律包括牛顿第二定律、动量守恒定律、能量守恒定律等,比如在解决关于物理量的瞬时关系时,首先考虑牛顿第二定律,如果所解题型是单一物体相关的,则可重点考虑能量守恒定律及动能守恒定律等。只有熟练掌握这些基础力学定律,才能更好的解决力学问题。
三、掌握解题技巧
(一)仔细审题,理解题意
高中物理力学问题的类型多种多样,题目中往往包含着复杂的条件,拿到题目后要认真的审题,才能更好的理解题意,确定正确的解题思路。力学的研究对象既可以是单个物体,也可以是一个系统,整体作为研究对象可以处理整体以外物体对整体的相互作用,简化计算过程;而单个的物体主要处理物体内部之间的相互作用,解决问题过程中选择合适的研究对象可以避免走弯路。认真审题可以明确问题的含义及目的,根据题目要求找到已知条件,确定题目属于力学知识中的哪个模块;留意题目中的隐含条件,综合已知条件与隐含条件进行简要推理与分析,分析变量与不变量,最终理清解题思路,以免出现南辕北辙的错误。
(二)合理归纳
确定题意即确定研究对象后,就要对研究对象进行受力分析,这也是力学学习的重点内容。正是由于物体存在不同的受力情况,其才处于各种不同的运动状态,因此正确的受力分析是解决力学问题的前提条件。单个的研究对象可采用“隔离法”进行分析,整体作为研究对象是研究整体以外的物体对整体的作用力,可以无需分析内力,注意不能缺失相关力,受力分析时可以按照“重力-弹力-摩擦力”的顺序进行分析,除了真空状态下,任何物体都有重力,弹力与摩擦力均为需要接触面的接触力,要准确、深入了解这些力学的基本概念,重点分析每个力的大小、方向,作出受力图,检查每一个力是否有施力物体可避免“多力”,或按照一定的顺序画出受力图,以避免“漏力”。
(三)解决力学综合问题的常用思路
力学综合问题解题时涉及到物体、系统,要明确问题的物理状态、物理过程及物理情境,正确分析物体的受力图景、运动图景及能量图景,力学的主要物理规律包括共点力的平衡条件、运动学的基本规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律等等,而分析力学的基本规律,可以总结几点解题的基本思路,上文中稍作介绍,下文作详细介绍。首先,诸如匀变速运动等恒力作用下物体的运动问题,适用牛顿运动定律并结合运动学规律,而变力作用下的复杂运动则不适用于运动学规律。其次,变力作用下的复杂变化,比如打击、碰撞、爆炸等瞬时作用,动量是状态量,动量守恒不涉及物体的过程量,故这类题目可以基于动量角度出发,运用动量定理及动量守恒定律来解决;此外,还可以基本动量的角度解决恒力的持续作用问题。最后,还可以基于能量的角度运用动能定理及机械能守恒定律解决问题。动能、势能、机械能均为状态量,因此动能定理及机械能守恒定律不涉及具体过程及过程量,其只涉及物体的始末状态,解题过程中无需分析过程量,大大简化了解题过程。由此可见,动能定理及机械能守恒定律适用于恒力或变力、持续作用或短暂作用、直线运动或曲线运动等,并且无法应用牛顿定律及运动学规律解决的复杂性问题,可以应用能量定律简单的解决。
(四)图像法的应用
应用图像法可以将物理量之间的变化关系通过建立坐标系的方法描述出来,图像法更加直观,尤其是在解决追击相遇的问题中,直观的图像更易于理解,并且图像法在电磁学中、热学中的应用也十分广泛。物理力学学习中应用图像法要注意,看图像要先看清纵横坐标所表示的物理量及单位,才能更好的理解图像的物理意义,明确图像的函数关系及物理公式之间的联系;还要进一步了解图像的斜率、截距、面积、交点、拐点等所代表的物理意义等。总之,在力学知识学习中熟悉图像的特性,针对图像问题打下扎实的基础,可以更好的应用图像法解决力学问题。
四、结语
总之,高中物理力学的学习是有一定技巧与方法的,日常学习中要有意识的养成用物理思维考虑问题的思维习惯,打好基本功,了解常用的力学规律,解决问题时要明确研究对象,挖掘题意深度,做好受力分析,不断总结解题技巧及方法,加强练习,才能更好的提高学习效率及效果。