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例说初中物理习题变式教学法

2016-09-13秦开友葛华团

课程教育研究·学法教法研究 2016年17期
关键词:滑轮组砝码木块

秦开友++葛华团

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)17-0158-02

所谓“变式”是指在对问题进行直接观察时, 从不同角度、方面和方式变换事物非本质的属性,以便揭示其本质属性的过程。在应用物理知识解答习题过程中, 由于学生久已形成习惯思维定式,造成学生分析问题时方法单一,从而步入解题误区。应用“问题变式”教学, 一方面能激发学生的学习兴趣, 开发学生的智能; 另一方面可以使学生突破思维定式, 加深对物理概念的理解。笔者结合多年的初中物理教学经验,尝试并总结出四种“变式”教学法:一题多变、一题多问、一题多解和一题多联。

一、一题多变

一题多变指的是依靠母题,变化过程,强化学生对物理规律的应用。浮力这章一计算题难度大,技巧性强,因此在教学中要灵活多变,突破重难点,其中一题多变,创设问题情境是最好的方法。

例如:一个边长为10cm的正方体木块浮在水面,它露出水面的部分高4cm,(取g=10N/kg)求:(1)水对木块向上的压强、压力是多大?(2)木块受到的浮力多大?(3)木块的重力是多大?(4)这个木块的密度是多大?

解:(1)由题10cm的正方体木块正立浮在水面,它露出水面的部分高4cm,所以木块浸在水中深度h=10cm﹣4cm=6cm,

所以木块底部受到的压强

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;

(2)V排=Sh浸=10cm×10cm×6cm=600cm3,

木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg ×600×10﹣6m3=6N;

(3)木块漂浮,所以G木=F浮=6N;

(4)木块密度ρ木= = = =0.6×103kg/m3.

变试一:用手将木块缓慢压人水中,当木块刚好全部没人水中时,手对木块的压力是多大?当木块的力为2N时,木块露出液面的体积。

解:当木块浸没水中时,对木块进行受力分析如图所示:

木块完全浸没时受到的浮力为

F浮1=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N

手对木块的压力为F=F浮1﹣G=10N﹣6N=4N.

(3)当F′=2N时,则:

木块所受浮力F浮2=F′+G木=2N+6N=8N;

由F浮2=ρ液gV排2得

物排开液体的体积V排2= = =8×10﹣4m3;

V露=V木﹣V排2=1.0×10﹣3m3﹣8×10﹣4m3=2×10﹣4m3.

变试二:如果撤到压力,在木块上放一砝码时,木块恰好没入水面,那么砝码的重为多少牛?

解:在木块上放砝码,木块正好全部没入水中,则有:F浮1=G砝+G;

砝码的重力G砝= F浮1 -G木=10N-6N=4

变试三:如果把砝码拿走,则木块下挂一密度为5×103kg/m3的金属,那么金属的重为多少牛木块才能刚好没入水中?

解:木块和悬浮在水中,则有:F浮3=G金+G木;

即:ρ水g(V木+V金)=ρ金gV金+ρ木gV木,

则合金体积为:

V金= V木= ×10﹣3m3=10﹣4m3;

所以合金的重力G=mg=ρ金gV金=5×103kg/m3×10N/kg×0﹣4m3m3=5N;

通过问题情境创设的变化,大大提高了物理题目的效能,同时提高了学生解决物理问题的能力

二、一题多问

习题课教学中通过一题多问,由简到繁、由易到难、缓坡度的设问,让不同层次的学生都有收获。下面对一道力学习题多个设问尝试。

例:滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑工人自制的滑轮组.某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物5s提高5m,所用的拉力为600N.(不计绳重和摩擦)求:(1)该重物所受到的重力;(2)滑轮的重力;(3)工人通过滑轮组所做的有用功;(4)工人做的总功;(5)滑轮组的机械效率; (6)工人做功的功率(7)当用这个滑轮组提升1100N的物体时,机械效率是多少?

通过上面例题7个设问,降低了学生学习难度,既激发了学习兴趣,又提高了学习效率。

三、一题多解

一题多解不仅能使学生掌握不同的解题技巧,还能培养学生的发散思维,拓宽解题思路,增强审题能力、分析能力和应变能力,从而提高灵活运用物理知识解决问题的能力。下面对一道电学习题进行多种解法剖析。

例题:如图所示的电路中,A、B两点间的电压是6V,电阻R1=4Ω,电阻R1两端的电压是2V,求电阻R2的阻值.

解法一:根据欧姆定律可得,流过R1的电流:

I1= = =0.5A;

由电路图可知,电阻R1和和R2串联,则:I=I1=I2

电阻R2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,

电阻R2的阻值:

R2= = = =8Ω.

解法二:由电路图可知,电阻R1和和R2串联,电阻R2两端的电压:

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,

根据串联的分压规律:U1/U2=R1/R2 ,即2V/4V=4Ω//R2

解得电阻R2=8Ω。

解法三:根据欧姆定律可得,流过R1的电流:I1= = =0.5A;

由电路图可知,电阻R1和和R2串联,则:I=I1=I2

总电阻:

电阻R2的阻值:R2=R﹣R1=12Ω﹣4Ω=8Ω.

四、一题多联

一题多联是指通过一道题的练习,把其它方面的知识类似的题目联系起来,抓住其相同的本质问题,寻找解题中相同的处理方法和关键,还引导善于发现题目的本质不同之处。把知识化多为少,化生为熟,化难为易,使学生进行类比模拟,按性质归类,于异中求同,培养学生的知识迁移能力。例如:

1、如图所示,在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水,现将电阻丝R1、R2(R1

2、生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题.已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:该电路中的最大功率和最小功率之比是多少?

以上两道题看似风马牛不相及,但它们有一个共同的特点:当电路中总电阻最小时总功率最大,总电阻最大时总功率最小。通过这样的训练可以达到触类旁通、举一反三的作用,既减轻了学生的学业负担,又提高了课堂效率。

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