APP下载

物理学科核心素养培养对策探微

2020-07-20河南冯琳琳谢西京

高中数理化 2020年6期
关键词:金属棒圆盘导轨

◇ 河南 冯琳琳 谢西京 黄 涛

在高中物理教学过程中,教师就题论题,会导致学生对问题的理解过于肤浅.如果问题的情境稍有变化,学生由于思维浅层化,会难以变通而不知所措.鉴于此,教师在教学过程中要将对学生核心素养的培养作为导向,选择联系实际、有层次、有深度的高考题,活化学生思维,重视探究过程,从而促进学生物理学科核心素养的提升.

1 培养学生科学探究素养

例1某同学设计一个发电测速装置,图1为工作原理示意图.一个半径为R=0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R 的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O 端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.a 点和导轨相互连接,b 点利用电刷和O 端相互连接,测量a、b 两点之间的电势差U 能够计算铝块速度.铝块静止释放,下落h=0.3 m,测得U=0.15V(细线与圆盘之间没有滑动,金属棒、导线、导轨及电刷的电阻均不计,重力加速度g 取10m·s-2),求此时铝块的速度大小.

分析在解答此题时,要考虑金属棒OA 转动切割磁感线所产生的电动势的计算方法,明确金属棒A端转动线速度和物体m 下落速度之间的关系.

图1

由同轴转动物体角速度相等和v=rω 可知,只要得到金属棒A 端转动的线速度,就能得到物体m 下落的速度.

2 发展学生的科学论证能力

例2某个学生使用以下方法研究机械能是否守恒:在纸带上选择多个计数点,计算到起始点O 的距离h 和相应计数点对应的重物速度v,描绘v2-h 的图象.进行以下判断:如果图象为一条过原点直线,那么重物下落过程中的机械能守恒,请分析该学生的判断依据是否正确.

分析该学生的判断依据不正确,在重物下落h的过程中,如果阻力f 恒定,由0,得到v2=2(g-f/m)h.也就是说v2-h 图象是过原点的直线,要想利用图象方法对机械能是否守恒进行判断,还需要观察图象斜率是否接近2g.

此题满分为4 分,判断出不正确得2 分.在分析及论证的过程中涉及斜率知识点才能再得到2分.通过阅卷教师反馈情况分析,部分学生散乱地写了一些公式,不仅没有明确表达正确或者错误的观点,也没有将动能定理及牛顿运动定律作为基础进行推理论证.部分学生明确表达了正确的观点,在论证过程中主观添加了不计空气阻力的条件,导致该题未能得分.其实,这些考生都了解其中的缘由,但是缺少根据条件推理结论这一严谨的论证习惯,因而无法推理出清晰的物理关系.

3 提高学生的科学推理能力

在高中阶段重视学生科学思维的发展,能有效培养学生的推理分析能力,使学生能提出自己的观点,具备批判性思维.

例3如图2 所示,大光滑圆环固定在桌面上,环面平行于竖直平面,将小环套到大圆环中,使小环从大环最高点从静止状态逐渐下落,则小环在下落过程中大环对它的作用力( ).

A.一直不做功 B.一直做正功

C.一定指向大环圆心 D.一定背离大环圆心

分析大环是光滑的,所以二者之间不会产生摩擦力,同时大环对小环支持力垂直于小环速度的方向,所以大环不会对小环做功,选项A 正确.

有学生反映,明明在上课时听懂了物理概念和方法,但在做题时就什么也不会了.这主要是因为学生没有掌握物理科学思维,只会背公式及概念,对定理形成过程不了解,并且不会使用科学方法.所以,教师要培养学生对题目的推理能力及综合分析能力,以此发展科学思维.

图2

猜你喜欢

金属棒圆盘导轨
棒与导轨问题分类例析
精整线圆盘剪和碎断剪组合机构设计
圆盘锯刀头的一种改进工艺
从微观角度分析电磁感应中的动生电动势和感应电流的形成及能量的转化
电梯导轨支架检验探讨
一道经典电磁感应题目的深入分析
一种电动车传动机构
电磁感应中的动量问题
奇怪的大圆盘
基于Profibus-DP的圆盘浇铸控制系统的应用