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高中物理学习困难原因分析

2021-07-28陈土墙

速读·下旬 2021年1期
关键词:研究对象画图时刻

陈土墙

◆摘  要:一些学生在学习物理时,经常会感到物理难学,原因不外乎没有掌握正确的物理学习方法。这学习方法主要有:研究物理问题时会正确选取研究对象;要明确是要对物体的哪一时刻或哪一过程进行列式;要养成勤画图的习惯,力学问题画物体受力图,运动问题画运动过程示意图(草图)。

◆关键词:物理;困难;研究对象;过程;时刻;画图

多年的高中物理教学,经常会碰到不少的学生,在学习物理感到困难,甚至对一些物理问题的分析感到无从下手。究其原因,不外乎在于学习物理时,没有认识到物理学科有区别于其他学科的特殊之处,没有掌握对物理问题的正确分析方法,头脑中对物理问题也就一片糊涂,就会乱套公式,自然就会经常出错而觉得物理难。这就是学科核心素养中得到的形成“物理观念”,能进行“科学思维”。那么,学习物理要掌握哪些正确的分析方法呢?

一、明确研究对象

高中物理问题多是在研究某一物体的运动或受力情况的,所以分析过程就是针对这一物体来进行的,列公式要用到的物理量,都必须是这一物体的已知量和所求量,特别是对于在一个问题中出现多个物体的,很多同学就容易会不加区分,把已知量都往一个公式里塞,造成错误。学习中一定要有研究对象的概念,分析时一定要先选好研究对象,题中所给的已知量是哪个物体的,不是所选研究对象的已知量不能乱用。研究对象怎么选?有以下几种方法:

(一)分化研究对象(隔离法)

对于几个相联物体的问题 ,如果从整体着手 ,由于不能把对象中的要素提取出来 , 无法建立起物理量之间的联系 ,使得解题受困。采取分化隔离法 ,从连续介质中分化出来某一部分作为研究对象,并建立合理的物理模型 ,进而找出各因素之间的联系 ,即可求解。

(二)以整体为研究对象(整体法)

受力分析研究的是研究对象所受的外力,内力因相互抵消而不分析。以整体为研究对象对一些问题的处理可大大简化,这也是高中阶段很常用的方法。

(三)转换研究对象

一些问题问的是甲物体的受力,但直接分析会遇到困难,这时可根据牛顿第三定律,变换对相关联的乙物体进行分析,再回到甲物体上来解决问题。

(四)分割研究对象

分割研究就是从连续介质中隔离一小块来进行分析。即所谓的“微元法”。这个方法常用于流体问题的处理。象热学中液体压强的计算,水、空气流动的冲击力问题的分析等,都需要选取一“液片”或一小段空气柱进行分析处理。

二、明确研究的过程或时刻

研究过程是物理规律方程的载体, 过程不明,则会对研究对象所参与的各种运动没有系统化的认识,难以找到各运动之间的区别与联系,也就很难准确用已知条件建立逻辑关系明确的几组物理规律方程关系进行求解。运动问题求加速度、位移等,能量问题中要表示某个力所做的功,这都牵涉到“过程”,求解时头脑中一定要有“过程”这个概念,这个过程中的物理量才能用。“过程”的选择通常有分段法和全程法。分段法思路清晰,易于理解,但求解的式子较多,运算量稍大;全程法解题过程简洁,运算简便,但对能力要求较高。当未知量较多的情况下,应用分段法,才有足够的方程数去求解出未知量。

而像牛顿第二定律F=ma应用,F和a具有瞬时对应关系,列式时应明确是对哪个时刻的;如在竖直圆周运动的最高点和最低点位置,在有空气阻力的上抛运动,抛出瞬间和落下到匀速时,这几个时刻的力之间的关系,抓住“时刻”,此时的受力情况如何,此时的加速度多大,即可正确列出式子。动量守恒定律:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 ,系统初动量m1v1+m2v2是哪一时刻的,未时刻系统总动量m1v1+m2v2又是哪个时刻的,抓住了“时刻”,动量守恒定律应用列式时就不会把速度放错了位置。

三、养成画图习惯

解决动力学问题时,首先要有一个观念,即“物体的运动状态是由其受力情况决定的”,平衡时合外力一定为零,加(减)速时合外力一定不为零,且与加速度方向相同。根据已知的运动状态,求解某个力,要通过对物体受力分析,画出受力图,适当进行作合成图或分解图,就把物理问题转化成了数学问题,应用已有的数学知识进行求解。物理问题一定要通过数学运算才能解决,而“图”是架在物理与数学之间的“桥梁”,没有作图,就不能进行“科学思维”的过程,从而顺利解决物理问题。

解决运动学问题,当运动过程较复杂时,要去画出运动过程的示意图,把不同过程进行划分,标注各段相应的已知量,理清各阶段物体的运动性质和物理量之间的關系;或者在一过程中不同物体的运动性质及运动距离的关系,从而正确列出关系式,联立求解。没有示意图,一些最简单的物理量间的关系(如位移),不少学生也是加减分不清的。

四、实际问题模型化

模型化就是要保留主要因素,忽略次要因素,让问题简单化,便于求解。学物理是解决实际问题的,物理试题往往也是以实际问题作背景,同学碰到这类题型,经常不知如何下手,就是不会把实际问题建立适当的模型,不知用什么知识来求解。所以在学习新知识时,要去了解该知识点的具体应用,拓展知识视野,碰到背景题了才知是哪块知识、所学过的哪种模型,才不会束手无策。

物理学的教学过程是对学生的培养过程,培养的目标就是使学生具有学科的核心素养,看待问题要有“物理观念”,分析问题要能进行“科学思维”,未知领域要勇于“科学探究”,还要有社会责任和正确价值观。针对不同学生存在的问题,找出根源,正确引导,以使其能力和素养得以提高。

参考文献

[1]王慧.动力学问题中物理规律方程建立的两块“奠基石”—— 研究对象和研究过程的选取[J].湖南中学物理,2015(04).

[2]费金有,巢月.例析物理习题中研究对象的选取[J].中学物理教学参考,2016,45(11).

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