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细谈高三物理常见题型的程序化解题思维步骤

时间:2022-04-12 08:37:25  浏览次数:

摘 要:学生普遍觉得物理难学,尤其是普通高中学生,时常抱怨听得懂讲解,也看得懂例题,就是独立作业时毫无头绪。认为出现这一现象主要是由于学生思维太过于发散,解题的切入口找的不准,导致题目看得懂做不出来,或出现同一个题目今天会做明天又不会的现象。从程序化解题角度,结合几个09年高考实例,探讨如何快速、准确地确定解题突破口及思路,然后按程序化解题法进行求解。

关键词:物理;解题;思维;推理

加强物理程序化解题训练,是顺应高考能力考查的需要,培养学生良好的解题习惯及思维的严密性,提升学生应对及解决物理题目的能力,是物理教师的天职。解题的严密性是指在解题中进行深刻、细致、全面的思考,从而确定解题的方法、步骤,并得出准确而完备的结论。在对学生综合性物理问题的解题错误进行了深入细致的分析后,发现存在的问题主要是学生思维太发散,拿到一个题目不知道从何下手。针对这一现象,我们进行了一定的程序化解题方法的训练,取得了显著的教学效果。

一、实例讲解

1.力与运动

本部分内容在各个省份的高考中都出现了一个计算题,且对考生能力要求较高。

关于该部分内容,本文重点介绍常出现的三类题型——直线运动、类平抛运动以及一般曲线运动。

(1)直线运动

沿某一个方向做直线运动的分析,我们可以借助一个非常有效的工具,那就是v-t图象。借助它来分析直线运动,非常直观,而且简单,不易做错。本文推荐的就是利用v-t图象求解直线运动问题。

以2009年高考天津卷计算题第10题为例,分析直线运动的通用解法。

例1.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有质量m2=0.2 kg,可视为质点的物块以水平向右的速度v0=2m/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?滋=0.5,取g=10m/s2,求:

①物块在车面上滑行的时间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′应不超过多少。

解析:一看到直线,首先作出v-t图象,然后再进行进一步分析。

①由牛顿第二定律容易得到:

②如图所示,阴影部分面积S表示两物体的相对运动位移,为了不滑离,相对运动位移S不能超过1.5m,所以临界条件为:

(2)平抛运动及类平抛运动

平抛运动以及类平抛运动,建议大家在运算时,无论题目需要我们求解什么物理量,第一步都是选择从求时间t入手,有了时间t,位移、速度等量都可以轻松引出。

求t可以分三种情况:

例2.如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E。在A(d,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求

①分裂时两个微粒各自的速度;

②当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;

③当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离。

(3)一般曲线运动

从轨迹和受力上初看,我们会觉得对一般曲线运动非常陌生,但如果真考到一般曲线运动,我们应该了解,一般曲线运动也有其独特的解题技巧。

本文建议大家在处理一般曲线运动时,要有耐心,将其速度、位移以及加速度完全分解成相互垂直的两个方向,由于他们相对独立,所以对其中任意一个方向的分析,跟匀变速直线运动就完全一致了。

2.能量

在计算题经常出现的还有一种题目,那就是研究复杂运动,或者在复杂受力下的直线运动,这种题目的条件比较多,运动轨迹种类也比较多,可能包含轨迹为直线、圆周、曲线,受力为有阻力、无阻力、变力等多种复杂情形。遇上这样的题目,很多学生就会不知所措,有时甚至突然把学过的知识和方法都忘记了。

在这样一种复杂环境下求功、热量、速度以及这些物理量相关的其他物理量时,实际考察的是利用能量的方法求解运动学问题。这样在研究某一过程时,就可以不考虑研究对象在该过程中做的无论是什么运动,可以直接通过能量转化的途径把要求的物理量给求出来。

动能定理在列式时必须注意两点:

(1)先确定研究对象受几个力,然后准确确定各个力的做功情况,特别是正功还是负功不能弄错。

(2)动能的改变量必须为末动能减去初动能。

3.电磁学

由于电磁学题目出题综合性高,可以与力、运动、恒定电流等各个章节的知识点进行综合命题,因此它的难度系数往往比较高,常为各个省份的高考卷的压轴题。

解决这里的带电粒子的运动问题,本文认为,无论粒子在什么环境中运动,画出它的运动轨迹都非常关键。命题老师在出题时候很少有明确要求要画图的,所以很多学生就会认为作不作图不影响解题。其实不然,面对这类题目,如果你有一个良好的解题习惯,每次都记得做其运动轨迹图,那么解题思路会顺很多,正确率也高。甚至在2009年高考浙江卷的25题(下文例题介绍),许多学生都是在画图的过程中就直接得到了答案,真是意外的惊喜。本文建议学生在作图时一般不在题目给的母图中作轨迹,因为题目中给的只是示意图,不一定非常准确,跟着它作容易出错。

(1)带电粒子在电场中的运动

这里的解题要从电场的功能说起,电场力F=Eq,只要电场不变,它就是一个与重力一样的定力。可以利用牛顿运动定律,也可以利用动能定理求解。

它的功能一般认为有三个:

①加速功能,可以利用qU=mv2/2,求得加速以后的末速度;

②偏转功能,可以套用上文平抛运动的方法,先求t,再求其他信息;

③平衡重力的功能,在电场、重力的复合场中做匀速直线运动,就可以得出电场力和重力二力平衡。

(2)带电粒子在磁场中的运动

带电粒子在磁场中只受磁场力,做匀速圆周运动。关键在于确定圆心,利用公式R=mv/Bq,求其半径,尽量作准轨迹图,进而进行分析。

画圆周轨迹主要有三种情形:

①已知轨迹中某一点是速度方向和轨迹的半径;

②已知轨迹中两个点的位置以及某一点的速度和方向;

③已知轨迹中三个点的位置。

以上用了几个例题谈了一下解题程序的优化,目的在于抛砖引玉。物理习题千变万化,不同的习题,最优化的解题方法是不一样的,作为物理教师,平时需要多多研究、多多积累,相信坚持这样做下去,对进行高三物理的高效教学是会有帮助的。

参考文献:

张厚粲.心理学.南开大学出版社,2002.

(作者单位 浙江省东阳市巍山高中)

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