第一篇:高中物理教学论文 物理解题应重视数学推理
物理解题应重视数学推理
在物理解题中常常会碰到一些题,貌视不成立的结论,或者从物理意义上讲是很难解释清楚物理量之间的定量关系,但经过严谨的数学工具的推导,却很容易作出正确的判断和选择。下面略举两例来说明。
例1 如图1所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了6J,那么此过程产生的内能可能为()A.2 J B.4 J C.6 J D.8 J 分析 初看此题,似乎题给条件太少,难以定夺。子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此过程中子弹与木块相互作用间的摩擦力F对木块作正功,及由动能定理易知
W1FS木6J(1)(式中S木表示木块在光滑水平地面滑行的位移)摩擦力F对系统(子弹和木块组合)作负功
W2FS相(2)
(式中S相表示子弹相对木块滑行的位移)
因无法比较S木、S相的大小,W1、W2的大小关系也无法得出。所以从物理角度,表面上看此题难以确定答案。
但如果仔细分析一下整个物理运动过程,子弹与木块相互作用的过程中,子弹与木块组成的系统符合动量守恒定律。我们设子弹的质量为m,初速度为V0,木块的质量为M,相互作用后两者共同速度为V.则由动量守恒定律可列式 mV0(mM)V ○又由题可得:木块动能增加了6 J,即 MV26J ○2而此过程产生的内能由能量守恒关系,应与系统损失的机械能数值相等,即 内能Q113 mV02(Mm)V2 ○22
1式求出 V然后由○
mV0,mM2式与○3式可得 代入○1Mm24 V26J ○202(mM)1 11m225 QmV0V02 ○22mM再整理得Q1mM6 V02 ○2mM4式的特点把○6式再变形为 又根据○1m2MM2m2QV0 22(mM)1m2M1mM22VV2 20202(mM)2(mM)1mM227 ○6JV022(mM)4式和○7式不难得出Q > 6J.比较○从此题的分析解答可以看出:在审清题意、得出物理关系式进行分析,不能得出答案的情况下,如果不畏繁琐,经过数学逻辑推理却能很正确地得出结论。
例2 两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压稳定为U的直流电源上(如图2)。某人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为U1,然后又把此电压表改接在R2的两端,电压表的示数为U2。则
R1U“<”“=”)______1(填“>”R2U2 分析 很明显,如果这里是理想电压表的话,它将不会影响原串联电压的分配原则,此空格中应填“=”。由于电压表的内阻不是远大于R1、R2的值,所以,原电路中R1的实际电压不等于测量值U1,R2的实际电压也不等于测量值U2,故从物理角度上看,两者关系难以确定。怎么办呢?如果我们不草率行事,根据物理规律,通过严谨的数学推导,则可以比较容易的得出结论。
设电压表的内阻为RV,则当电压表并联在R1两端时,其示数应为R1与RV并联的电压,所以有
R1RVR1RVU11 ○R1RVUR2R1RV当电压表并联在R2两端时,其示数应为R2与RV并联的电压,有 R2RVR2RVU22 ○R2RVUR1R2RV1○2两式相比得
由○R1RVR2RVR1RRVR2RVU1,1R2RVR1RVU2R2R2RVR1RV 将右边再通分,得
R1RVR2RVRRVU 11R2RVR1RVU2R2RV再约分,得
R1R2R1RVR2RV
R1R2R2RVR1RVU1R1。U2R2从上面两例可以发现,在物理教学中如果有意识的多重视数学推理能力的培养,物理解题中多加强数学推理能力的训练,对拓宽学生解题分析思路、培养和提高学生的物理综合解题能力是大有帮助的。
第二篇:高中物理教学论文 物理教学中应重视物理模型建构能力培养
物理教学中应重视物理模型建构能力培养
内容提要:近几年物理高考题中,部分考试题型的物理情景设计是中学物理教学中常见模型,但更多的考试题型是创设了新的物理情景。这些新情景题型源于生产生活实际素材,源于实验所取得数据。学生遇到这类题型,往往不知道如何着手,不懂得从什么方向思考问题,不知道如何运用物理概念和规律。究其原因是学生缺乏把物理问题转化为物理模型建构的能力。本文针对这个问题阐述了物理模型建构的意义,学习物理模型时归纳成基本物理模型方阵以及物理模型建构与应用,具有一定的学术价值和实际意义。关键词:物理模型 基本物理模型 物理模型建构、物理模型应用
一、物理模型建构的意义
物理学研究的对象遍及整个物质世界,大至天体,小至基本粒子,无奇不有,无处不在。面对物质纷繁复杂、形形色色的运动,如果不采取突出主要矛盾,忽略次要矛盾的辩证方法,人们很难摆脱浩如烟海、纷乱繁杂的物理现象的纠缠,理不清道不明物理概念和物理规律,物理理论的大厦将无法建成。物理学大厦是建立在无数物理模型建构的基础上,经无数科学家不懈努力建立起来的。中学生学习物理的过程就是在各自的心中利用物理模型重建物理大厦的过程。
学生在学习过程中更重要的是掌握物理学研究的方法,而物理学的研究方法之一就是把物体、物体的运动理想化、抽象化,建立起相应的物理模型。如:忽略物体的具体形状、大小,把物体看作具有质量的几何点的质点和物体在自由下落时忽略空气等阻力,认为物体只受重力的自由落体运动。
学生在分析和解答物理过程中,就是识别和还原,开发和利用物理模型的过程。在研究和解决物理问题时,不懂得通过科学的抽象,剔粗取精、去伪存真,就不能建立正确的物理模型;不清楚物理模型的相对性和适应条件,不会识别形异而质同或形同而质异的问题,就不能识别和还原物理模型;在解决复杂问题时,不会将复杂的问题等效若干简单问题,就不能开发和利用物理模型。如果不会识别和还原、开发和利用物理模型,在遇到新情景的问题时将寸步难行。
把物理知识应用到实践中,就是理论和实际相结合,在头脑中进行物理模型建构或直接做成实物模型的过程。如果人们在应用知识解决实际问题时,缺乏解决问题的方案转化为模型的能力,那人们一身中所学知识是将毫无意义的。
二、学习最基本的物理模型构成基本模型方阵
中学物理中最基本的物理模型一般分为三类:概念模型,数学模型和理论模型。
概念模型一般是把物质、物质运动或为了描述物质运动进行抽象化的结果,如质点、自由落体、单摆、圆锥摆、弹簧振子、点电荷、理想气体、理想流体、电场线、光线„„。学习这类模型时,要注意学会并掌握抓住主要矛盾,忽略次要矛盾的辩证思维方法;注意概念模型的质是什么,究竟忽略什么次要因素(如自由落体的质是初速度为零,只受重力,忽略一切阻力的运动);注意概念模型的相对性和适应条件;注意比较易混淆不同概念模型间的质的区别(单摆和圆锥摆的运动平面一个是在竖直平面内运动,另一个是水平面内运动;单摆是把重力沿切线方向分解而圆锥摆是把重力沿水平方向分解)。数学模型一般是反映物质的某种属性、物质运动的过程的规律。客观世界的一切规律原则上 1 都可以在数学中找到他们的规律。物理学在建造物理模型的同时,也在不断的建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型(如表达物理概念和物理规律的数学公式、、等)。学习数学模型是应特别注意数学公式的物理意义和适应范围。
理论模型是在物理学的研究和发展过程中,发现一些物理现象与现有的物理学客观规律不相符,为了解释这些现象,人们提出的种种假说或假设(安培说、原子核式结构模型、玻尔氢原子理论、夸克模型等)。学习理论模型是应特别注意学习建构理论模型的指导思想——探知未知世界的种种假设,这种假设的正确与否还要靠实践去检验。学习理论模型的意义在于,我们在解决新情景下的物理问题时,不妨也提出一些假设,通过分析、推理去判断假设是否正确,这就是我们通常所讲的假设法。
在物理教学中,进行物理模型建构的同时,应注意引导学生对物理模型进行归纳小结,建立起物理模型的方阵系统。
三、物理模型建构与应用
物理模型的应用一般可以分为三种类型的应用:一类是应用物理模型能直接解决的简单物理问题;二类是在新的物理情景中,通过简单类比或等效找到与已有的物理模型相匹配的物理问题;三类是学生没有经验过的完全陌生的物理问题,很难通过简单类比形成时空图像直接找到物理模型,而要通过人的思维加工后才能形成时空图像的物理问题。一类问题的是为了学生解决记忆和巩固已经学过的物理模型。二类问题是为了培养学生应用物理模型的一般能力。三类问题才是为了培养学生开发物理模型的创新能力。下面主要谈谈第二类问题和第三类问题。
1、物理模型在新情景问题中的应用
中学物理问题与物理模型有着密切关系,它们一般都是根据物理模型构思、设计出来的。在解题时如果能从新的物理情景中发现物理问题的特点和本质,通过抽象、类比和等效的方法,将陌生的问题回归到与之对应的熟悉的物理模型上去,则会对解题起到事倍功半之效。
[例1]如图1所示,摆长为,质量为m的单摆悬挂在A点,在距离A点处的正下方B点固定一颗小钉。现将单摆摆球向右拉离平衡位置偏角小于50,然后无初速的释放,不计空气阻力,g=10m/s,求单摆由C运动到D所用的时间。
[分析与解]物理问题的情景并不是一个简单的单摆模型,学生不会想到单摆做简谐运动时的周期公式,思维受阻。但如果抓住了题中单摆摆球向右拉离平衡位置偏角小于50的特点时,就会使学生很容易想到单摆做简谐运动时的周期公式,并想象图1中类似为右边是摆长为的单摆,左边是摆长为的单摆,不难求得单摆由C运动到D所用的时间 2。
[例2]边长为 L的正方形导线框水平放置在均匀分布、方向竖直向上、磁感应强度的大小按B=B0sinωt规律变化的磁场中,如图2所示,问线圈中产生的感应电动式的最大值是多大?
[分析与解]若用法拉第电磁感应定律直接求解本题,将要用到高等数学知识,中学生将“无能为力”。但若抓住“磁感应强度的大小按B=B0sinωt规律变化”是产生感应电动势的根本原因,就很容易用等效的观点联想到如图3所示的情景:边长为 L的正方形导线框在感应强度为B0的匀强磁场中绕轴00/由图示位置开始以角速度ω匀速转动,显然这两种情况中通过线框的磁通量都是的规律变化,这样我们就把图2的问题回归到我们熟悉的交流电模型上来,很容易求得感应电动时的最大值为εm=B0ωL2。
[例3]如图4所示,一根轻弹簧竖直的立在水平地面上,下端固定于地面。在弹簧的正上方有一个物块,物块由某高处自由落体到弹簧上端0,将弹簧压缩,弹簧被压缩x0时,物块的速度变为零。从物块与弹簧接触开始,物块的加速度随下降的位移x变化的图象(如图5所示)可能是
[分析与解]本题若直接对物体在0/位置进行受力分析,由牛顿第二定律求加速度a,很难判断加速度是a=g、a>g、a
2、物理模型的开发应用
物理模型的开发是指解答物理问题中,问题给出的现象、状态、过程及条件并不显而易见,也没有现成的常规的物理模型可直接应用,必须通过细心比较、分析、判断等思维后才能构 3 建新的物理模型。
[例4]如图6,用长为L的铁丝绕成一个总高度为h的等距螺旋线圈,将它竖直的固定在水平桌面上。穿在铁丝上的小球可沿此螺旋线从静止开始无摩擦的自由滑下。求小球从最高点滑到桌面所用的时间?
[分析与解]题中的物理情景虽有弹簧但不是弹簧振子模型。小球沿等距螺旋线无摩擦地盘旋而下的情景设计使学生的思维茫然,无法找到熟悉的已知物理模型。如果我们借助数学的“无限分割法”将螺旋线分割成若干相等长度的小段,每小段的曲线都可以看成直线构成一个微型斜面,如是整个螺旋线就可以等效成若干斜面的组合,从而等距螺旋线圈等效为一个“斜面模型”如图7。由斜面模型及牛顿第二定律、运动学公式得到小球从最高点滑到桌面所用的时间。
[例5](如图8)在无限大的金属板的上方距板d处有一电量为Q正电荷,求金属板表面P点附近的场强的大小(QP垂直于板面)。[分析与解]这是一个按常规的求解思路很难解决的题,P点的场强应为电荷Q与板上感应负电荷在该处产生的场强的叠加,而学生不会计算板上的感应负电荷在P附近产生的场强,也找不到相应的物理模型与之匹配,如果开发一个类似平面镜成像的“镜面对称”的模型,4 即设想在金属板得下方与正电荷Q的位置对称点存在一个负电荷,如图9所示,则P点附近的场强等效为一对正电荷和负电荷所产生的场强的叠加,问题就迎刃而解。由点电荷的场强公式和场的叠加原理得:。
以上数例中,前三例是课本上已充分分析、讨论过的已知模型,后二例是习题教学中建立起来的经验模型,这两类模型在解题中都有很多应用。在解题时,要充分利用已知模型,将相关的知识,方法、经验联系起来,在头脑中形成一个便于存储、利于提取的灵活系统。在中学物理教学中培养学生物理模型建构的能力是教育和教学的重要目标之一,也是培养和发展学生创新能力的基础。因此,在课堂教学中教师应注意开展物理模型建构过程的教学,引导学生观察物理现象,发现物理问题,尝试物理模型建构,利用物理模型解决实际问题,健全学生解决物理问题的能力。
第三篇:物理教学应重视能力的培养
物理教学应重视能力的培养
在中学物理教学中既要重视传授知识,更要重视培养、提高学生的能力。加强能力的培养,是中学物理教学的重要任务。那么在中学物理教学中应该注意培养哪些能力呢?
“大纲”中指出:教学中要重视概念和规律的建立过程,要重在理解。学好物理,要重在理解,要切实提高理解能力,这是基础的一环。这个基础薄弱,其它方面的能力,诸如推理能力、分析综合能力等也就失去了依据。对中学物理教学来说,理解能力主要是指:对物理概念和物理规律的确切含义,对用来表示物理概念和物理规律的各个物理量的确切意义,是否已经都弄明白了;对物理规律的适用条件是否理解,能否在简单情况下应用它们;是否能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表述),对同一概念和规律的各种表达形式是否已有清楚的认识,能否鉴别关于概念和规律的似是而非和似非而是等各种不正确的说法;能否理解相关知识的区别和联系。学生在平时学习物理学时,应十分重视这种能力的培养和提高,加深对物理概念和规律的理解,深思熟虑其含义,使之变成自己的观点。要花力量养成严谨认真的科学素质。否则,若在学过物理学后,只是死记住一些定义和公式,则碰到具体问题时,就难以用科学的物理眼光去分析问题,不能把普遍公式与具体情景联系起来,或者不管条件乱套公式,看不清问题的实质。
“大纲”中指出:要通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力。其实,上面所说的理解能力,也包括在思维能力中,下面着重说一说推理判断能力和分析综合能力。
推理判断的能力,主要是指:根据已知的知识和所给出的物理事实与条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断;或根据已知的规律或理论经过推导论证,得出新形式的定理或推论;或应用必要的数学对问题进行推导,得到新的结论或公式,作出判断。推理和判断是物理学中常用的方法,应该努力提高学生这方面的能力。物理学中的推理要以物理理论和事实为依据,思维过程一定要合乎逻辑,绝不能凭空臆造或不合逻辑的推理。因此,透彻了解和熟悉物理学的各个基本概念和基本规律,认真分析具体问题所给出的事实,想清楚其中的道理,这是进行推理的前提和基础。同时还要训练自己思维的逻辑性和严密性,只有周密的思考,才能进行正确的推理。
分析综合能力是思维能力的一部分,主要是指:能独立地对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,弄清产生的原因与条件,这是解决物理问题的钥匙,不但复杂问题要这样做,简单问题也应这样做。要通过知识的运用,培养学生独立地、灵活地分析和解决实际问题的能力。在平时教学中,老师应该要求学生独立地运用所学的概念、规律和模型等知识对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,找出其中起主要作用的因素及有关条件;或把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系,并能在此基础上灵活运用所学物理知识综合解决物理问题。
处理物理问题时,有时可从不同的角度,或用不同的方法来处理。这就要求有灵活处理问题的能力。这种能力的基础是要把基本概念和基本规律理解透彻,并力求融会贯通与相关知识之间的联系。这样,处理物理问题时才会有较大的“自由度”,否则就会思维狭窄,缺乏从不同角度看清其中道理的眼光和能力。
分析综合能力也表现在要求学生会独立地处理不熟悉或者未见过的问题。处理这类问题所需的基本概念和基本规律都是学生已学过的,要求学生能独立地、灵活地、创造性地处理这类问题。这种能力对于优秀人才是十分重要的。这类问题并不一定复杂,有的看起来可能很简单,涉及的知识内容亦不一定多。它不仅要求学生对涉及的基本概念、基本规律具有比较准确和深刻的理解,还要求学生能独立地把它们应用到所涉及的问题中去。
物理学是一门精确科学,与数学有密切的关系。物理学又是一门基础科学,是整个自然科学和现代技术发展的基础,在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。但在应用物理知识解决实际问题时,一般或多或少总要进行数学运算进行推理的,而且处理的问题愈高深,应用的数学也愈多。所以在中学物理教学中要重视培养学生运用数学工具表达和处理物理问题的能力。要求学生能根据具体物理问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果作出物理结论。要学会运用几何图形、函数图象进行表述、分析和处理问题。这里的所说数学运算,既包括数字运算,也包括符号运算。既要重视定量计算,也要重视定性和半定量的分析和推理。
在中学学生实验的教学中,要注意培养起学生良好的实验工作习惯和素质,不断提高他们的实验能力。对中学物理实验教学来说,实验能力主要是指:能在理解的基础上独立完成“教学大纲”中所列的学生实验,明确实验目的,理解实验原理并会控制实验条件,会用在这些实验中学过的实验方法,会正确使用在这些实验中用过的仪器进行观察和测量,会观察、分析实验现象,处理实验数据,并得出结论。了解误差和有效数字的概念,会独立地写出简要的实验报告。应该要求学生对每一个学生实验,都要理解其实验目的和实验原理,熟悉实验器材,掌握实验方法与步骤。对实验中出现的现象要仔细观察,认真分析,能处理实验中出现的非预期的现象。能准确记录数据,并能正确处理实验数据以得出正确结论。在物理实验中是离不开观察的。一个观察能力不强的考生,其实验能力也绝不会强。要通过观察自然现象和日常生活中的物理现象,进行演示和学生实验,培养学生的观察能力。在自然现象和日常生活中与物理有关的现象非常多,如果能培养起学生随时观察物理现象的习惯和兴趣,尽管观察到的物理现象有些他们还可能不完全了解,但仍能激起他们学习物理的兴趣。如果学生能带着问题学物理,那将极大地提高他们学习物理的积极性和主动性。对中学物理教学来说,观察能力主要是指:能有目的地观察,能辨明观察对象的主要特征,认识观察对象所发生的变化过程以及变化的条件。要引导学生结合学到的物理知识,对观察到的现象进行思索,发现问题、提出问题。
在中学阶段应该着重培养的能力还有独立思考的能力、阅读能力、表达能力、想象能力以及自学能力等等。当然培养这些能力,应该是中学阶段各学科的共同任务。但应该指出,对于物理学科,这几方面的能力是非常重要的。如果学生在这几方面的能力较弱,那么他们也是不可能学好物理的。所以在中学物理教学中,应该注意与其它学科配合,努力提高学生这几方面的能力。 返回页首
上面我们归纳了“教学大纲”中提出的在中学物理教学中应该注意培养的几方面能力,并简单地对其含义加以阐述。下面着重谈一下在中学物理教学中如何培养能力。
1.贯彻因才施教原则,调动学生学习的积极性
老师要认真贯彻因才施教的原则,注意研究学生的学习基础、实际水平、心理特征和认知规律。在教学过程中,老师要从学生的实际水平出发,设法提高他们的自信心和学习物理的兴趣,调动学生学习物理的积极性和主动性,使他们能够积极地、主动地获得知识和提高能力。这一点非常重要,如果学生没有了学习的积极性和主动性,失去了学习的信心和兴趣,那么无论老师如何努力,都无法使学生取得好成绩。在教学中,老师要注意启发学生积极开动思维,养成独立思考的习惯和能力,要指导学生掌握正确的学习方法和养成良好的学习习惯。讲解不宜过细,老师不要把自己所有的心得体会都一股脑儿地灌给学生,要留给学生充分的独立思考、独立钻研的空间。要鼓励学生独立地钻研问题和解决问题。要教育学生自己归纳所学到的知识和方法,经过独立思考,达到融会贯通,举一反三,形成正确的认知结构,并提高独立工作能力和自学能力。总之老师的责任是教会学生学习,而不是代替学生学习。
学生之间的差距是客观存在的,是不可能消灭的。教育的目的并不是去消灭这种差距,拉平学生的实际水平。通过教学,一方面要千方百计地努力使全体学生达到教学计划和教学大纲预定的最基本的教育目标和教学要求。另一方面则应创造条件,调动学生的学习积极性和主动性,让学生自己积极主动地开动思维,通过自我开拓,举一反三,加深对学到的知识内容的理解。并在这种自我开拓的过程中,使自己的独立工作能力得到锻炼和提高。如果老师把本应属于学生自我开拓的内容,即心得体会,经老师开拓后灌输给学生,尽管这些老师是想使学生学得更深入一些,完全出于好心,也非常辛苦,但结果往往事与愿违。基础差的学生反而会感到物理内容高深莫测,分不清主次,而处于被教师牵着走的被动状态。久而久之就会逐渐丧失了学习物理的兴趣与信心,觉得自己不是学习物理的料,处于一种“痛苦的学习”之中。而基础好的学生则由于失去了自我开拓、举一反三的机会,独立工作能力也得不到锻炼和提高。所以这种教学方法不管对学习较好的或学习较差的学生都是不可取的。
教学的要求不是封顶的,高中学生的好奇心和求知欲都很强,物理课会也应该会启发他们对各种物理问题的兴趣。如果因为学生所提的问题超出教学大纲的要求范围,或者因为高考不考,便一次又一次要求学生这也不要去想,那也不要去问,其结果就会使学生探求的欲望和创新的意识受到抑制,久而久之便会使学生陷入一种墨守成规,一切为了应付考试的“痛苦的学习”之中。这对培养人才特别是优秀人才是十分有害的。所以“揠苗助长”和“抑制生长”都是教学中的大忌,应努力防止。
2.改进教学方法,提高课堂效率
课堂教学必须分清主次,突出重点。对重点的概念和规律要力求理解得更深一些,并充分发挥这些重点的概念和规律在发展智力、培养能力方面的作用。在课堂教学中一定要突出基本现象、基本概念和基本规律的教学。“物理”课的教学一定要突出一个“理”字,决不能把“物理”教成“无理”。大家都知道要想学好物理,必须重在理解。所以在教学中要重视对物理现象的分析,因为它是物理概念和规律形成的基础。老师在讲解物理概念时,一定要重视得出物理概念和物理规律的过程。要通过对实例、演示或实验的分析,或者理论的推导引出新的概念、定理和结论,使学生清楚地了解物理知识形成的过程。老师要注意通过对物理现象、物理概念和物理规律的讲解过程,来培养学生的思维能力和想象能力,发展他们的智力。在教学过程中,老师应该注意贯彻循序渐进的原则。知识要逐步积累、扩展和加深,独立工作能力、思维能力、自学能力等要逐步提高,不能要求过急过高。否则就可能挫伤学生的自信心和学习物理的兴趣。
课堂教学的重点必须放在对基本现象、基本概念和基本规律的讲解上。绝对不应该用讲解大量例题,来代替对基本现象、基本概念和基本规律的讲述。应该引导学生把注意力首先放在对概念和规律的理解上,而不应该急于做大量的习题。学习物理的目的不是为了解题,决不能把老师讲例题,学生做习题作为物理教学的核心或重点。当然,在老师已对基本现象、基本概念和基本规律做了充分讲解的基础上,讲解适当数量的例题是必要的,但不是愈多愈好。同样在学生对基本现象、基本概念和基本规律等基本内容已有充分复习、理解的基础上,做一定数量的习题是必须的,但也不是愈多愈好。有人说,老师多讲一些例题,学生多做一些习题,可以使学生熟悉更多的题目类型及其解法。这样在参加考试时可以取得较好的成绩。这种看法是不正确的。老师讲例题,学生做习题,其目的决不能是为了使学生熟悉更多的题目类型,以便应付考试。老师讲例题,是为了给学生做示范,教给学生如何对具体问题进行具体分析,综合运用学过的物理概念和物理规律来处理、解决具体的物理问题。学生做习题的目的,一是检查自己对物理概念和物理规律是否真的理解了,是否能够在实际问题中灵活地运用它们。二是通过做习题,锻炼并提高自己的理解能力、逻辑推理、分析综合等思维能力、运用数学解决物理问题的能力等等。所以学生每做完一道习题,都应总结一下,看看通过做这道习题,自己对物理概念和规律的理解上有那些新的体会。检查自己是否能独立地对具体问题进行具体分析,对习题中所给的物理状态、物理过程和物理情景产生的原因和有关的条件等等是否能独立地弄明白,能否独立地进行逻辑推理。所以每做一道习题,都要力求在能力上有所提高。总之,学生做习题贵在独立完成,贵在精而不在多。应当要求学生做习题时,一定要经过独立思考,不能机械地套用老师讲过的例题或者自己以前做过的题目类型。只有这样才能期望切实有效地提高学生独立工作能力,以应付各种有关的考验,当然也包括考试的考验。
有人说为了使学生日后能较顺利地应付高考,在平时教学中就要“瞄准高考”,使学生适应高考的要求。这也是某些老师虽明知“应试教育”不正确的,但在教学中又自觉不自觉按它办的理由。高考是选拔性考试,是由合格的高中毕业生参加的大规模考试,是在学完了全部高中物理课程之后进行的考试,其难度、所考查的能力要求以及试题的综合程度等等方面,与学生初学物理时的考试是不同的,要求要高得多。学习是循序渐进的过程,是由易到难、由简单到复杂的过程。如果在初学物理时,就瞄准高考,按高考的要求来考查学生,做大量类似于高考试题的题目,反而会使学生处于被牵着鼻子走的被动状态。结果不但学生的能力得不到提高,反而会削弱学生对基本概念、基本规律的理解,使学生失去对学习物理的信心和兴趣。无数事实都说明,过早地在教学过程中瞄准高考,越是瞄得准,偏差反而可能越大。瞄准高考进行教学的结果是,由于基本概念不清,基本规律不懂,基本的能力没有得到提高,学生只能照葫芦画瓢。一旦高考的试题有所变化,这样教出来的学生便处于无力对待的状态。所以“瞄准高考,一步到位”教学方法是要不得的,因为它违反了循序渐进的原则,是不可能取得好的教学效果的。
目前在中学中普遍存在着所谓“题海”战术,目的是为了使学生尽量多熟悉一些题型和解法,以便日后在参加高考时能适应高考,取得好成绩。但是,就是从提高学生高考成绩来说,“题海”战术也不是有效的。从近些年来的全国高考物理试卷来看,历年高考物理试卷中都有相当数量的试题,是着重考查考生知识面的。还有相当数量的试题对考生的能力要求并不高,是容易的或中等偏易的试题。这两类试题加起来,按占分比例统计大约占整个试卷的35%左右。此外中等难度和中等偏难的试题大约占整个试卷的45%左右,难的试题只占20%左右。前两类容易或中等偏易的试题,只要考生知道有关的知识内容,并能在有关的问题识别和运用它们,就不难做出正确的答案。对中等难度和中等偏难的试题,如果考生平时学习比较扎实,对基本现象、基本概念和基本规律理解得比较深入,又曾经认认真真独立自主地做过一些习题,具有一定的独立工作能力,做对一半或三分之二应当不成问题。从这个分析中可以看出,即使这些考生对占20%左右的难题全部没有做,他的物理成绩也完全可能得到70来分。从历年高考物理的答卷中看,非常遗憾,不少考生连一些原本比较容易的考查知识面的试题都没有做对,以致影响整卷成绩。这可能是由于这些考生平时在学习时,没有把学习的重点放在对基本现象、基本概念和基本规律的理解上,相反地把太多的注意力放在做习题上了。所以就从使学生在高考中取得好成绩这一角度来看,采用符合教学规律的教与学的方法,其效果也应该比“题海”战术好。历年高考物理试卷中确有少量很难的试题。这类难题即所谓“生题”,一般难就难在比较新颖,对学生的独立工作能力的要求特别高。企图用“题海”战术让学生多熟悉一些题型和解法来对付“生题”是不起作用的。
3.能力的培养是一个潜移默化的过程
能力的培养是一个潜移默化的过程。关键是要使学生有正确的学习态度,良好的学习习惯,踏实的学习作风。老师在讲解物理概念和物理规律时,要思路清晰,使学生理解其中的道理,领会研究问题的方法。要重视物理概念和物理规律的应用,使学生学会运用物理知识解释物理现象、独立分析和解决实际问题的能力。准确理解并掌握基本概念和基本规律,是培养学生能力的基础。只有真正地打好基础才能谈上全面提高能力。不能认为只有通过学习较深的内容,做较多较难的习题,才能提高学生的能力。相反学好最基本的内容,做一些力所能及的适合学生程度的习题,是提高学生能力的第一步。学生能力的提高,首先依靠学生平时对课程内容独立的、刻苦的钻研,知识的积累和知识的运用。不能只靠教师的灌输,也不能靠复习阶段的突击。
学生能力的培养是相当复杂的。有些人总希望能总结出一些很具体的几条内容,以为只要教了这几条很具体内容后,学生的能力就提高了。这种看法实际上是把能力“知识化”了,把能力的培养简化成知识的背诵。这样做,学生能力当然是得不到提高的。还有些人认为,在高
一、高二阶段应着重掌握知识,待到了高三后,再着重花力气去提高能力。这是把知识的掌握与能力的培养分离的教学思想,也是行不通的。其实,能力的培养是一个长期的潜移默化的过程,是在掌握知识的过程中逐步锻炼和提高的。当然,不注意能力的培养,也可能掌握一些知识,但所掌握的知识是死的知识,不会运用的知识。而且在这种不注意能力培养的学习过程中,还可能养成某些不利于提高能力的不良学习习惯和方法。如果学生在高
一、高二甚至初中阶段的学习过程中养成了这些不良的学习习惯和方法,到高三时再想考虑培养能力,则首先必须花大力气去改变学生的不良的学习习惯。但是高三的气氛已经不适合改变学生的学习习惯了。结果,能力的培养实际上就落空了。所以培养学生的能力,首先应从学习最基本的、比较简单的内容抓起。在学生刚开始接触物理时就应注意培养学生的能力,形成一种良好的学习风气,以利于使学生养成良好的学习习惯和学习方法,而一种良好的学习风气,良好的学习习惯和学习方法正是培养学生能力所必须的好环境。所以说初中、高
一、高二正是培养学生能力的好时机。
有的学生认为自己独立处理问题的能力较差的原因是难的习题做得少了。于是便花很大力气去攻难题,解一道难题,记住一种解法。这些学生脑子中虽有许多解难题和复杂题的方法,但一旦遇到自己没有见过的情景,脑子里的记住的各种题型和解法与不熟悉的物理情景对不上号,仍毫无办法,于是更加认为自己做过的难题还不够多。其实这些学生可能根本没有找到自己独立处理问题能力差的症结所在。如果学生对一些基本的问题和比较简单的习题,都是自己经过仔细分析后独立解答的,如果学生对求解过程中的依据,每一步涉及的基本的物理概念和基本的物理规律都有深刻的理解,那么他就具备了独立解决较难的问题的基础,再经过解答一定数量复杂问题的锻炼,一般他就可能具有较强的独立处理问题的能力。但很多学生由于平时缺乏独立思考、独立处理问题的素质与习惯,因而在碰到陌生的或者复杂的情景时,首先从心理上就感到畏惧,缺乏独立思考、独立分析问题与独立解决问题的勇气和能力。这也可算是一种非智力因素,但它却是与智力因素紧密地联系在一起,是要通过教育和教学来加以培养的。
物理学是实验学科,通过观察自然现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理知识获得具体的、明确的认识。这是理解物理概念和物理规律的必要基础。进行演示和学生实验对于培养学生的观察能力和实验能力,培养学生的实事求是的科学态度,和提高学生学习物理的兴趣以及学习的积极性和主动性,都具有不可替代的重要作用。因此,必须要大力加强演示和学生实验。要注意克服目前在某些中学物理教学中存在的,对要求学生实际动手操作学生实验不够重视的倾向。如何真正将实验教学落到实处,而不是“纸上谈兵”,最重要的是让学生亲自动手到实验室中去做一做。所以每个学生实验都必须要由每个学生实际动手操作,决不能用黑板上讲实验或电视里看实验来代替学生做实验。演示实验也要尽可能让学生自己动手做。对演示实验首先应要求学生仔细观察现象,对观察到的现象进行认真的分析,并理解得出的结论。只有这样,实验能力、观察能力才能真正提高。总之实验教学要落实到学生动脑动手上。
“教学大纲”中规定的学生实验的要求只是最低要求,各地各校都应该切实达到,力求做好。有条件的学校应适当增加学生实验的数目,特别是增加一些设计性、研究性的实验课题。这种设计性、研究性的实验课题虽然不能多,但做一些确实能使学生极大地提高做物理实验的兴趣,发挥学生做好实验的积极性和主动性。老师要加强对学生实验的指导。教育学生在做实验时要认真思考,独立操作,手脑并用,团结协作,遵守实验室规则,培养良好的实验工作习惯和素质。对每一个学生实验,应要求学生理解其实验目的和实验原理,熟悉实验器材,掌握实验方法与步骤。对实验中出现的现象要仔细观察,认真分析,能处理实验中出现的非预期的现象。能准确记录数据,并能正确处理实验数据以得出正确结论。
第四篇:初中物理教学论文:高中物理教学艺术
初中物理教学论文:高中物理教学艺术
一、激发学生学习兴趣,形成独特的教学风格。
高中物理概念、规律繁多,而且比较抽象,学生一时难于理解,就容易产生厌学心理。这就需要我们教师用多种教学方法,生动有趣地组织教学。例如:在教具和学具上,可以不必满足于实验室的设备,由教师和学生动手制作一些简单的教具和学具。如讲单摆时,我让学生找来细线和小球,每人自制一个单摆观察它的运动。在自制教具和学具的同时,还应鼓励学生课后做些小实验。如讲“受迫振动”时,我用“米花的舞姿”小实验使抽象的概念具体化。具体做法是:把六个涂成不同颜色的米花用线穿起,挂在衣架的横梁上。六根细线每两根等长,最短的挂在中间,最长两根分别挂在最外面。将一根橡皮筋拉长,从米花构成的弧下方穿过,并与米花悬线面垂直,用手指拨动皮筋,米花应声起舞。有条件的还可以将米花放在用布包紧的大口径低音喇叭上,当喇叭传出音乐声时,不同位置的米花以不同高度在上面跳跃。在学习“自由落体运动”时,为了巩固公式S=1/2gt的平方,我在课堂上组织了“手握落尺测反应速度”实验。同学两人一组,从尺落下的长度知道位移,利用公式计算出从尺开始下落到另一人握住尺的时间,也就是握尺人的反应时间。这个小实验使同学们的积极性大大提高,既动手又动脑,巩固了所学的知识,达到了很好的教学效果。
物理知识和实际生活息息相关。物理学中的许多概念和规律都可以用一些对联、口诀、谜语来加强学生的理解和记忆。我从生活中和教学实验中搜集了许多对联、谜语应用到物理课上,收到了很好的效果。
例如:在讲解牛顿第三定律时,给学生出了这样一副对联:他蹬地,地也蹬他,双方运动为何地没动我打你,你也打我,等值二力为何你觉疼横批:说清有奖于是同学们立即活跃起来,利用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释了这一现象。
还有如:
未受外力运动状态永不变
没有摩擦机械能量总守恒
横批:注意条件
这副对联是描述惯性定律和机械能量守恒定律的,朗朗上口,很容易理解和记忆。
下面这一对联:
两球落斜塔双音一响
八马拉半球一声双分
横批:学史奇观
上联是描述比萨斜塔实验研究自由落体运动的;下联是描述马德堡半球实验证明大气压强存在的。一副小小的对联将物理学史上两大实验有机地联系在一起。
物理学中物理量数不胜数,物理概念更是多如繁星。我采用谜语的形式方便学生记忆。如屡教不改——惯性;一对红——赫(赫兹);异口同声——共鸣;闹矛盾——摩擦;景德镇的作坊——磁抄„这些丰富多彩的对联和谜语,使学生对物理产生了浓厚的兴趣,实现了由“厌学”到“爱学”的转变,课堂气氛活跃而和谐,形成了独特的教学艺术和风格。
二、注重教学语言的艺术性
1.讲物理首先要注意语言的科学性和逻辑性。教师的语言要准确规范。语法混乱、言不及意,将严重影响知识的传递以至影响教学。
2.教师的语言,要饱含激情。在语言中饱含对学生真诚的期望、对物理教学的热爱和对知识精辟的,见解,才能激起学生情感上的共鸣,激发他们的求知欲。
3.教学语言语速快慢、声音高低应恰到好处。语速太快,学生反应不过来;语速太慢,学生又提不起精神。声音太高,神经容易疲劳:声音太低,学生注意力难以保持。因此,课堂教学中语言应快慢适中,高低适宜。
教学语言的艺术性,应当从教学实际出发,取得最佳效果。对于物理来说:教学语言要“言之有物。言之有理,言之有情”。
总之,教学艺术、教学风格的形成依赖于教师对教育事业的热爱和对学生高度的责任心,依赖于教师雄厚的知识基储丰富的实践经验以及个人性格情操的陶冶等等。这是一个还有等于深入探索的课题。
第五篇:高中物理教学论文 高考物理力学题解题方法分析 人教版
高考物理力学题解题方法分析
力学题解法,根据所应用的规律,有3种,一是牛顿运动定律和运动学公式,二是动能定理和机械能 守恒定律,三是动量定理和动量守恒定律。对于新课标地区的考生,因为动量部分移到了选修3-5,所以主要是前两种方法。
力学题解法,根据解题的形式,有2种,一种是公式法,另一种是图象法。图象包括xt图象,vt图象,at图象等,主要是vt。
力学题解法,根据解题的程序,有2种,一种是分析法,另一种是综合法。分析法程序是:要求的问题需求的问题已知的条件;综合法程序是:已知的条件可求的问题要求的问题。
力学题解法,根据思维的顺序,有2种,一种是正向思维法,另一种是逆向思维法。正向思维法思维的顺序是:原因结果;逆向思维法思维的顺序是:结果原因。
例1.2009年高考江苏省物理卷第13题
航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2㎏,动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取210m/s。
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所受阻力f的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。解法1.用牛顿运动定律和运动学公式解
(1)第一次飞行中,设加速度为a1 匀加速运动H2H12a1t1,解得a122m/s2 2t1由牛顿第二定律Fmgfma1
用心
爱心
专心 1
解得fFmgma282044(N)
(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为v1,上升的高度为s1 匀加速运动s1121a1t2=26236m 22设失去升力后的加速度为a2,上升的高度为s2 由牛顿第二定律mgfma2,a210412m/s2 2v1a1t2=12m/s v12122s2=6m
2a2212解得hs1s242(m)
(3)设失去升力下降阶段加速度为a3;恢复升力后加速度为a4,恢复升力时速度为v3 由牛顿第二定律 mgfma3,a31048m/s2 222 3Ffmgma4,a422v3v3h,v3且2a32a4284106m/s2222ha3a4a3a424268122m
68v3a3t3
解得t3=32(s)(或2.1s)2注意:失去升力下降不能下降到地面,因为有速度,还要在恢复升力后减速下降(恢复升力后不能马上上升),要在到达地面前速度减为0,然后才能上升。解法2.用动能定理和动量定理解
(1)第一次飞行中,设末速度为v,根据动能定理,有(Fmgf)H根据动量定理,有(Fmgf)t1mv 解得fFmg12mv 22mH282044(N)2t1(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为v1,上升的高度为s1
用心
爱心
专心 2
根据动能定理,有(Fmgf)s112mv21 根据动量定理,有(Fmgf)t2mv1 解得:v1=12m/s
s136m
sv2112222a=6m
2212失去升力后上升的高度为s12,根据动能定理,有(mgf)s202mv211解得s22mv21122mgf=2046m
得hs1s242(m)
(3)设失去升力下降s3,恢复升力后下降s4,恢复升力时速度为v3 失去升力下降阶段,根据动能定理(mgf)s312mv23 根据动量定理(mgf)t3mv3
恢复升力下降阶段,根据动能定理(Fmgf)s1402mv23 并且s3s4h42m 解得:v3122m 得t323=2(s)(或2.1s)解法3.用vt图象和v2s图象解(1)根据h12at2,作出ht2图象,如下图 用心
爱心
专心 3
求出加速度a2h2m/s2,进而求出f4N。2t2
(2)正常上升时,加速度a12m/s,根据v1a1t2,作出vt图象,如下左图,得
14436m,遥控器414422出现故障后,加速度a212m/s,作出vs图象,见下右图,得s26m,在24v112m/s,根据v22as,作出v2s图象,如下右图,得s1v2s图象中,s42m。
(2)失去升力下降阶段加速度为a3=8m/s;恢复升力后加速度为a4=6m/s,前者的末速度等于后者的初速度,根据v2as,以及s3s4h42m,作出vs图象,如下左图,可求得v288(m/s),从而v122m/s,作出vt图象,如下右图,得t3=
22222232(s)。2用心
爱心
专心 4
例2.2009年高考真题全国理综1卷第25题
如图所示,倾角为的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。设碰撞时间极短,求
(1)工人的推力;
(2)三个木箱匀速运动的速度;(3)在第一次碰撞中损失的机械能。
【解析】第(1)问:设工人的推力为F,根据“最后恰好能推着三个木箱匀速上滑”,有
F3mgsin3mgcos0,所以F3mgsin3mgcos
第(2)问,笔者给出4种解法
解法1 用牛顿运动定律和运动学公式以及动量守恒定律解 在第一个l运动期间,加速度末速度v1a1Fmgsinmgcos2g(sincos)
m2al2gl(sincos)
第一个木箱与第二个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有
mv12mv1',所以,碰撞后的速度v1'在第二个l运动期间,加速度末速度v2v12gl(sincos)
a2F2mgsin2mgcos1g(sincos)
2m2v1'22a2l2gl(sincos)
前2个木箱与第三个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有
用心
爱心
专心 5
2mv23mv,所以,碰撞后的速度v即为所要求的三个木箱匀速运动的速度。解法2.用动能定理以及动量守恒定律解
22v22gl(sincos),33在第一个l运动期间,根据动能定理Flmglsinmgcosl所以末速度v12gl(sincos)
第一个木箱与第二个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有
12mv1 2mv12mv1',所以,碰撞后的速度v1'在第二个
v12间
gl(sincos),根
据
动
能
定
理
l运动期
121Fl2mglsin2mgcolsmv2mv1'2
22末速度v22gl(sincos)
前2个木箱与第三个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有
2mv23mv,所以,碰撞后的速度v即为所要求的三个木箱匀速运动的速度。
解法3.用vt图象解
22v22gl(sincos),33
设速度的单位是v0,v0gl(sincos),加速度的单位是a0,a0g(sincos),时间的单位是t0,t0v0a0l,则
g(sincos)2lt0,2a0在第一个l运动期间,加速度
a12a0,根据l12at,运动时间t12末速度v1a1t12a0t02v0,第一个木箱与第二个木箱碰撞后的速度,v1'1v1v0 2用心
爱心
专心 6
在第二个l运动期间,加速度
a211a0,根据lv0ta2t2,运动时间22t22(21)t00.8t0,速度增加v2a2t21a02(21)t0=(21)v0,则末速度为2v2v1'v2=2v01.4v0
前2个木箱与第三个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有碰撞后的速度v22v22v00.9v0,即所要求的三个木箱匀速运动的速度为332v2gl(sincos)。
32解法4.用vx图象
设速度的单位是v0,v0gl(sincos),加速度的单位是a0,a0g(sincos),位移的单位是l,根据速度的平方与位移成正比的理念。在第一个l运动期间,加速度2a12a0
2末速度平方v12a1l22a0l4v0,末速度v12v0 第一个木箱与第二个木箱碰撞后的速度,v1'在第二个l运动期间,加速度速度平方的增加21v1v0 212v1'22a2l,得 a0,根据v22122(v2)2a2l2a0lv0,则末速度平方为
2a2v2v1'2(v2)2=2v0所以末速度为v22v01.4v0
前2个木箱与第三个木箱碰撞,根据动量守恒定律,碰撞后的速度v222v22v0,速33用心
爱心
专心 7
2度平方为v2822 v0。即所要求的三个木箱匀速运动的速度为v2gl(sincos)。93v12第(3)问:第一此碰撞,即第一个木箱与第二个木箱碰撞,根据动量守恒定律,有
mv12mv1',所以,碰撞后的速度v1'损失的机械能为:Egl(sincos)
121mv12mv1'2mgl(sincos)。22例3.2009年高考天津市理综物理第10题
如图所示,质量m10.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L1.5m,现有质量m20.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v02m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.5,取g10m/s,求(1)物块在车上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过多少。
'2
解法1.原答案的解法:用功能关系解
(1)设物块与小车共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
m2v0(m1m2)v
①
物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有
Ftmv2mv0
② 又
Fm2g
③ 解得
tm1v0
(m1m2)g代入数据得
t0.24s
(2)要使物块恰好不从车面滑出,须物块到车面最右端时与小车有共同的速度,设其为
v',则
m2v0(m1m2)v'
⑤ 由功能关系有 '11'2m2v0(m1m2)v'2m2gL
⑥ 22'代入数据解得
v05m/s
故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过5m/s。
用心
爱心
专心
'
以下是笔者的解法
解法2.用牛顿定律和运动学公式解
(1)设物块与小车共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
m2v0(m1m2)v
解得 v0.8m/s① 物块与车面间的滑动摩擦力为F,根据牛顿定律有
am2gFg5m/s2 m2m2根据运动学公式,tv0v20.8s0.24s a5(2)要使物块恰好不从车面滑出,须物块到车面最右端时与小车有共同的速度,设其为v',则
m2v0(m1m2)v'
则v'0.4v0⑤
'v0v'2物块运动的位移x1,2a2''小车的加速度a2m2gm10.50.21010m/s2m/s2
0.33v'2小车前进的位移x2
2a2要满足条件,须x1x2L 代入数据解得v05m/s。
解法3.图象法
(2)作出物块和小车的vt图象,如下图 '
则又1v0tL1.5m 2v00.4v0at5t
用心
爱心
专心 9
解得v05m/s。看起来非常简便。解法4.用相对运动概念解
以小车为参照物,则物块的加速度为
aa1a2m2gm2m2gm151025m/s2 332v0物块的位移为L
2a所以v02aL2251.5m/s5m/s。3也非常简便。
例4.2010年高考福建卷第22题(20分)如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg, A、B之间的动摩擦因数1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求
(1)物体A刚运动时的加速度aA(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P`=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
【解析】
(1)物体A在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得
1mAgmAaA
代入数据解得
aA0.5m/s(2)t=1.0s,木板B的速度大小为
2vaBt1m/s
木板B所受拉力F,由牛顿第二定律有
F1mAg2(mAmB)gmBaB
解得:F=7N 电动机输出功率 P= Fv=7W
用心
爱心
专心
(3)电动机的输出功率调整为5W时,设细绳对木板B的拉力为F',则 P'F'v
解得
F'=5N 木板B受力满足F1mAg2(mAmB)g0
所以木板B将做匀速直线运动,而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程时间为t',有
v1a1(t1t')
解得t'1s
这段时间内的位移S1v1t'
解得s11m
A、B速度相同后,由于F’>2(mAmB)g且电动机输出功率恒定,A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动,由动能定理有:
11P'(t2t't1)2(mAmB)gS2(mAmB)vA2(mAmB)v12
22由以上各式代入数字解得:s22.03m
木板B在t=1.0s到3.8s这段时间内的位移为:ss1s23.03m 解法2。图象法
根据图象,B在1~2s内的位移s1111m
151.82(1.221.02)2根据动能定理,B在2~3.8s内的位移s2m2.03m,0.1410所以,木板B在t=1.0s到3.8s这段时间内的位移为:ss1s23.03m。
本题考查牛顿定律、动能定理、功和功率等力学综合知识以及分析判断能力。难度:难。例5.(2010年高考海南卷第16题)图1中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为0.2。在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以mg为
用心
爱心
专心 11
单位,重力加速度g=10m/s.整个系统开始时静止。
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v—t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
(2010海南16)【解析与答案】(1)设木板和木块的加速度分别为a和a',速度分别为v和v'
则当vv'时,a'g,a2Fmg 2m0-1s a14m/s,a'2m/s,v14m/s,v1'2m/s 1-1.5s a21m/s,a'2m/s,v1.54.5m/s,v1.5'3m/s
21.5-2s a31m/s,a'2m/s,v24m/s,v2'4m/s 22222-3s 因为木板与木块速度相等,二者没有相对运动,摩擦力为0,加速度皆为0,a0,a'0,二者一起匀速运动,所以v34m/s,v3'4m/s
(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的v—t图象,如右图所示。
在0~3s内物块相对于木板滑过的距离s等于木板和物块v—t图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积。该四边形由两个三角形组成:上面的三角形面积为0.25(m)下面的三角形面积为2(m),因此s2.25m。
用心
爱心
专心
总结:高考力学题取材于实践,比以前的单纯的抽象的“物体”具有实践意义。本题源于生活,高于生活,所谓“ 高于”,是从物理的角度,综合应用了牛顿运动定律,运动学公式(速度公式,位移公式,速度位移关系公式),或动能定理,动量守恒定律等物理规律,是一道综合性强的题目,但是又不偏,不特别难。
物理高考要在较短的时间内考查考生对物理知识的掌握情况和对物理方法的应用情况,在知识上,要突出主干知识,即力学和电磁学,在方法上,要应用重要方法解题,解力学题的重要方法,就是用牛顿运动定律和运动学公式解题的方法,用动能定理和机械能守恒定律解题的方法,用动量定理和动量守恒定律解题的方法,力学题都可以用,使考生有选择方法的余地。
用心
爱心 专心 13