中學(xué)物理教學(xué)法9

1、第九章 物理練習(xí)教學(xué)9.1 物理練習(xí)的作用和作業(yè)的形式物理練習(xí)的作用和作業(yè)的形式 物理練習(xí)，是指學(xué)生在理解物理教學(xué)內(nèi)容物理練習(xí)，是指學(xué)生在理解物理教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以口頭解答、書面解答，或?qū)嵉幕A(chǔ)上，以口頭解答、書面解答，或?qū)嶋H設(shè)計(jì)、操作等形式，反復(fù)地針對(duì)某一課際設(shè)計(jì)、操作等形式，反復(fù)地針對(duì)某一課題完成一定的作業(yè)題完成一定的作業(yè). 索末菲索末菲在給他的學(xué)生海森堡的信中告誡他：“要勤奮地去做練習(xí)練習(xí)，只有這樣，你才會(huì)發(fā)現(xiàn)哪些你理解了，哪些你還沒有理解”。 一、物理練習(xí)在教學(xué)中的作用一、物理練習(xí)在教學(xué)中的作用 1.物理練習(xí)能幫助學(xué)生鞏固、熟練、活化基礎(chǔ)知識(shí)，熟練實(shí)驗(yàn)技能. 2.物理練習(xí)能幫助學(xué)生加

2、深和擴(kuò)展物理知識(shí). 3.物理練習(xí)能幫助學(xué)生建立解決問題的思路，獲得解決問題的正確方法，促進(jìn)由知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化. 4.物理練習(xí)能幫助學(xué)生將理論應(yīng)用到實(shí)際，理解科學(xué)與技術(shù)的相互關(guān)系. 5.物理練習(xí)是考查學(xué)生知識(shí)、技能、能力，檢查教學(xué)成效的重要手段.二、物理練習(xí)作業(yè)的形式二、物理練習(xí)作業(yè)的形式 1.判斷、選擇練習(xí) 2.思考問題練習(xí) 引導(dǎo)學(xué)生深入思考，或發(fā)現(xiàn)問題，或預(yù)測結(jié)果，或剖析現(xiàn)象解釋原因等方面的練習(xí)，叫做思考問題練習(xí). 例如，“你坐在向前飛馳的火車車廂里，通過車窗向外看，看到近處的樹木、房屋都向后退，而看到遠(yuǎn)處的樹木卻向前，好象做圓運(yùn)動(dòng)似的，這是為什么？” “人從大船上容易跳上岸，而從小舟上則不

3、容易跳上岸，這是為什么？” 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)練習(xí) 例如，“請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡易實(shí)驗(yàn)方案，估算一下：在陽光直射大地的情況下，地表面每平方厘米、每分鐘最多能接收多少太陽能.” 又如，“設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的實(shí)驗(yàn)方案，測定玩具氣槍子彈飛離槍口時(shí)的速度.” 再如，“為了研究電源路端電壓跟外電阻的關(guān)系，找出規(guī)律.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案.” 4.推理論證練習(xí) 根據(jù)已知理論和給定的條件，通過邏輯推理（含數(shù)學(xué)推理），導(dǎo)出所要求的結(jié)論的練習(xí)，或?qū)赡墚a(chǎn)生的各種情況全面地進(jìn)行分析、比較和討論論證的練習(xí)，或證明給定結(jié)論正確性的練勻，叫做推理論證練習(xí). 推理論證練習(xí)，不僅能鞏固、深化、活化物理知識(shí)，而且能有效地培養(yǎng)學(xué)生演繹推理（含運(yùn)用數(shù)學(xué)

4、推理）的邏輯思維能力. 例如，“一個(gè)電子經(jīng)電勢差為U的勻強(qiáng)電場加速后，沿徑向垂直射入圓柱形的有界勻強(qiáng)磁場，已知圓柱半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子射出磁場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為（圖 102），那么，當(dāng) U、B或R數(shù)值增大時(shí)，將如何變化？要使a90，必須滿足什么條件.” “平靜的游泳池里有一條小船飄在中央,船上坐著一個(gè)人,船里放著一塊石頭。如果船里的人把石頭投入水中,游泳池的水面為什么會(huì)下降？ ” 5.計(jì)算問題練習(xí) 以定量計(jì)算為主的解答有關(guān)物理問題的練以定量計(jì)算為主的解答有關(guān)物理問題的練習(xí)，叫做計(jì)算問題練習(xí)習(xí)，叫做計(jì)算問題練習(xí).一般可分為簡單計(jì)簡單計(jì)算練習(xí)算練習(xí)和綜合計(jì)算練習(xí)綜合計(jì)算練習(xí)兩種. 簡單計(jì)算練習(xí)簡

5、單計(jì)算練習(xí)，并不是計(jì)算上極為簡單，而是指研究對(duì)象的物理模型和物理過程比較單一，所運(yùn)用到的物理概念、規(guī)律也比較少.這類練習(xí)對(duì)鞏固知識(shí)的作用較大，也有利于訓(xùn)練解答計(jì)算題的基本功，因此，對(duì)這類題目應(yīng)給予足夠的重視. 綜合計(jì)算練習(xí)，一般指研究對(duì)象比較復(fù)雜，或研究對(duì)象所涉及的現(xiàn)象是多方面的，或研究對(duì)象所進(jìn)行的過程比較復(fù)雜（可能是由幾個(gè)物理過程組成的），需要靈活運(yùn)用較多的概念、規(guī)律和方法.這類練習(xí)，一般難度較大，有助于把各部分知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來加深理解，在發(fā)展學(xué)生思維能力、分析和解決問題的能力，以及提高學(xué)生思維品質(zhì)方面，作用較大.綜合計(jì)算練習(xí)要適時(shí)、適量，切不可過深、過難和偏怪.9.2 解答計(jì)算題的正確思

6、路和基本解答計(jì)算題的正確思路和基本程序程序 在解答一道物理計(jì)算練習(xí)題時(shí)，首先，要形成正要形成正確清晰的物理圖景確清晰的物理圖景.也就是說，要以物理概念為基石，認(rèn)真分析題中所涉及的物理對(duì)象、現(xiàn)象和所進(jìn)行的物理過程，分析它們所處的狀態(tài)和條件，在頭腦中形成清晰的物理圖景，這是能否得到正這是能否得到正確解答的基礎(chǔ)確解答的基礎(chǔ)；要正確地選取研究對(duì)象，并把它視為某種物理模型，同時(shí)把所進(jìn)行的物理過程視為某種模型，找出它們所遵循的物理規(guī)律和有關(guān)公式，列出有關(guān)方程（有時(shí)需要畫出有關(guān)圖象），把物理問題轉(zhuǎn)化為恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)問題，這是得出解把物理問題轉(zhuǎn)化為恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)問題，這是得出解答的關(guān)鍵答的關(guān)鍵；最后，運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行推演

7、、討論和計(jì)算，求得解答，并對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)和討論. 1.審題.通過審題要做到： （1）弄懂題意，判定是屬于什么范圍、什么性質(zhì)的問題； （2）找出已知量和待求量.有些已知量隱含在題目的文字?jǐn)⑹鲋谢蛭锢憩F(xiàn)象、物理過程中，要注意發(fā)掘； （3）明確研究對(duì)象，確定視為何種理想模型. 2.析題.在審題的基礎(chǔ)，對(duì)題目進(jìn)行認(rèn)真地分析. （1）為了便于分析，一般要畫出草圖.草圖有示意圖、矢量圖、波形圖、狀態(tài)變化圖、電路圖、光路圖等等.草圖具有形象化的特點(diǎn)，有助于形成清晰的物理圖景； （2）借助草圖分析研究對(duì)象所處的物理狀態(tài)及其條件； （3）借助草圖分析研究對(duì)象所進(jìn)行的物理過程； （4）在此基礎(chǔ)上確定解題的思路和方

8、法. 3.建立有關(guān)方程. （1）根據(jù)研究對(duì)象和物理過程的特點(diǎn)及其條件，考慮解答計(jì)算上的方便，選用它所遵循的規(guī)律及公式； （2）列出方程.（有些題需要建立坐標(biāo)系、規(guī)定方向，或畫出有關(guān)圖象） 4.求解. （1）先進(jìn)行必要的代數(shù)運(yùn)算； （2）統(tǒng)一單位后，代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求得解答； （3）必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和討論. 例例 一質(zhì)量 M=240克的木塊，放在高 h=0.8米的光滑桌面上.被一水平方向飛來的子彈打落在地面上（子彈留在木塊中），落地點(diǎn)與桌邊的水平距離s=1.6米，子彈的質(zhì)量m=10克，求子彈擊中木塊時(shí)的速度（g取10米/秒2）. 分析分析 畫出示意圖103.這個(gè)全過程，實(shí)際上是由三個(gè)相聯(lián)的

9、分過程組成的.子彈與木塊相互作用，把子彈與木塊看成是一個(gè)系統(tǒng)，遵守動(dòng)量守恒；子彈停在木塊中，在光滑桌面上平移，把子彈與木塊合在一起視為質(zhì)點(diǎn)，遵守牛頓第一定律；子彈與木塊一起離開桌面，視為質(zhì)點(diǎn)的平拋運(yùn)動(dòng).幾種常用的處理問題的方法幾種常用的處理問題的方法 1.把研究對(duì)象、過程視為理想模型 2.等效代替法 3.微元處理法 4近似處理法 除了上述幾種方法外，象分析綜合法分析綜合法（單一復(fù)合法）、臨界分析法、反證法（單一復(fù)合法）、臨界分析法、反證法（歸謬法）（歸謬法）等等，也是在中學(xué)物理中常用的處理問題的方法 1.把研究對(duì)象、過程視為理想模型 在中學(xué)物理教學(xué)以至大學(xué)物理教學(xué)中，所研究的可以說都是理想模型

10、從研究對(duì)象看，如力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，剛體；流體中的理想氣體；帶電體中的點(diǎn)電荷；光學(xué)中的點(diǎn)光源等等.從研究的狀態(tài)改變和過程看，如力學(xué)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，簡諧振動(dòng)；熱學(xué)中的等壓變化、等溫變化、等容變化、絕熱過程等等.所以，在解答物理問題時(shí)，最關(guān)鍵的一是要明確研究對(duì)象是什么以及研究對(duì)象所處的狀態(tài)，并把研究對(duì)象視為適當(dāng)?shù)哪Ｐ停且芯繝顟B(tài)如何變化，即所謂過程，并把它視為適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，然后找出這些模型所遵循的規(guī)律.為什么有些學(xué)生對(duì)規(guī)律、公式背得很熟，而一做練習(xí)，不是下不了手，就是做錯(cuò)呢？一個(gè)重要原因就是他們不知道如何從一個(gè)實(shí)際問題抽象一個(gè)正確模型.這個(gè)本領(lǐng)如果沒有學(xué)會(huì)，就只能是老師教一個(gè)，他就會(huì)

11、一個(gè)，老師不教，他就不會(huì).所以，在物理教學(xué)中，應(yīng)該下大功夫教給學(xué)生這種處理問題的思想和方法. 一個(gè)半圓形光滑軌道（如圖 106），半徑是 R，圓心是O.如果拿兩個(gè)物體分別放在O點(diǎn)和B點(diǎn)（B點(diǎn)高A點(diǎn)很近），都從靜止同時(shí)釋放，問這兩個(gè)物體誰先到達(dá)A點(diǎn)？ 對(duì)于這個(gè)問題，也許有人很快就答出放在B點(diǎn)的物體先到達(dá)，理由是B點(diǎn)離A很近嗎！這是憑經(jīng)驗(yàn)想當(dāng)然地看問題.正確的解法是：第一步，先考慮你的研究對(duì)象應(yīng)該看成一個(gè)什么模型？由于軌道是光滑的，在它上面運(yùn)動(dòng)的物體不管形狀如何，其運(yùn)動(dòng)必然是平動(dòng)，可以把它們看作質(zhì)點(diǎn)；第二步，這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)可以看成什么模型？對(duì)于放在O點(diǎn)的物體，看作是自由落體運(yùn)動(dòng).于是可以求出從O

12、到A的時(shí)間。 從B點(diǎn)釋放的物體，會(huì)沿光滑圓弧滑動(dòng)經(jīng)A，還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零，然后返回來，這種以A為平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；從受力情況來看，這個(gè)運(yùn)動(dòng)物體與單擺擺球受力很相似，差別僅在于單擺受到指向圓心的繩的拉力，在這個(gè)問題中被軌道給物體的支持力所代替.又由于B離A很近，相當(dāng)于擺角很小，于是可以把它的運(yùn)動(dòng)看作簡諧振動(dòng)，從B到A經(jīng)歷1/4周期。2.等效代替法 在物理學(xué)中，有不少概念的建立，運(yùn)用了等效代替法.例如，平均速度就是用勻速直線運(yùn)動(dòng)代替變速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)粗略描寫，效果相當(dāng)；合力是用一個(gè)力代替幾個(gè)力，效果相當(dāng)；總電阻是用一個(gè)電阻代替一組電阻，效果相當(dāng)；還有分力、等效電容、交流電的有效值等等

13、.在解決物理問題時(shí)，等效代替法也是一種常用的處理問題的方法. 在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中，有A、B兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)間的距離為L，連一條金屬線ACB，如圖108所示.當(dāng)金屬線ACB以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，這條金屬線上的感應(yīng)電動(dòng)勢等于多少？ 這個(gè)題乍一看好象超綱，中學(xué)生無法解.但是，如果我們用等效法，就可以解.可以想象用一根長L的直導(dǎo)線連接A、B兩點(diǎn)，形成一個(gè)閉合回路.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的總感應(yīng)電動(dòng)勢為零。 但是你可以把整個(gè)閉合回路看成兩段，一段是ACB，一段是AB.AB是一根直導(dǎo)線垂直切割磁力線，正好B、L、v三者相互垂直，AB上的感應(yīng)電動(dòng)勢等于BLv.而整體上感應(yīng)電動(dòng)勢為零，說

14、明AB上產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢跟ACB上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小相等、方向相反.于是，這個(gè)問題就得解了. 3.微元處理法 微元處理法指的是我們把研究對(duì)象或過程分隔成小塊（微元）來加以研究.例如，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，描寫運(yùn)動(dòng)的快慢，粗略地描寫，用等效法，精確地描寫，用微元處理法.又如，研究光在凸凹不平的鏡面上發(fā)生漫反射時(shí)，也用了微元處理法.把整個(gè)鏡面一小塊一小塊地隔離開來，選取其中任一小塊，可以近似地把它看成平面，按照光的反射定律畫出反射線；再取另一小塊，再畫出它的反射線，可以看出，盡管入射光線是平行的，但反射光線的方向：各異這樣，每一小塊都遵循理想化規(guī)律，而從整體來看，哪個(gè)方向都有反射光，這就是所謂的

15、漫反射 微元處理法實(shí)際上是一種微分思想這一思想和方法在中學(xué)教學(xué)階段，雖不要求定量計(jì)算，但在研究和解決問題時(shí)，還是常用這種方法處理問題的4近似處理法 在中學(xué)物理研究問題時(shí)，我們實(shí)際上常常用到近似處理這種方法例如，測一個(gè)物體的重力，用彈簧秤把它掛起來，我們就認(rèn)為彈簧秤的讀數(shù)等于物重，其實(shí)嚴(yán)格地講，重物放在空氣中，還要受到空氣給予的向上的浮力作用，所以彈簧的拉力不等于物重但是，我們一般都不去考慮這個(gè)浮力了，這是因?yàn)楦×εc重力相比小很多，可以忽略不計(jì)這里，實(shí)際上做了近似處理如果把重物放在水中，我們就不會(huì)再認(rèn)為彈簧的拉力等于重力了，因?yàn)檫@時(shí)浮力已經(jīng)不能被忽略了在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們也常常忽略一些次要因素

16、，或忽略掉相對(duì)很小的量，這也是近似處理再比如，對(duì)打擊碰撞問題，常常有學(xué)生問：重力到底考慮不考慮？這也要看具體情況而定。 估算地球大氣層空氣的總質(zhì)量（最后結(jié)果取1位有效數(shù)字） 分析分析 于大氣壓強(qiáng)是由大氣層空氣的重力引起的，我們可用地球表面處的大氣壓強(qiáng)和地球的表面積，先估算出大氣層空氣的總重力，進(jìn)而估算出它的總質(zhì)量 解解 設(shè)地球半徑為R，地球表面處的大氣壓強(qiáng)為p，則大氣的總重力 G=4R（2）p 因R=6.410 （6）米，p=1.010（5）帕，代入得 G=510（19）牛頓 又由G=mg，g10米/秒（2），得 m=510（18）千克 93 物理習(xí)題課教學(xué)物理習(xí)題課教學(xué) 一、習(xí)題課教學(xué)的基本

17、程序一、習(xí)題課教學(xué)的基本程序 1復(fù)習(xí)舊知識(shí)復(fù)習(xí)舊知識(shí) 2教師示范舉例或組織學(xué)生討論教師示范舉例或組織學(xué)生討論 3學(xué)生練習(xí)學(xué)生練習(xí) 4小結(jié)小結(jié) 二、習(xí)題課教學(xué)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題二、習(xí)題課教學(xué)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 1根據(jù)不同教學(xué)層次，區(qū)別對(duì)待練習(xí)教學(xué) 2習(xí)題課教學(xué)的計(jì)劃性、目的性和連貫性 3精選練習(xí)題 4要求適當(dāng) 5把訓(xùn)練學(xué)生正確的思路和方法，發(fā)展學(xué)生的能力放在首位同時(shí)，要注意激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣，鍛練學(xué)生克服困難的意志 例1三個(gè)輕滑輪，按圖1的方式用細(xì)繩將質(zhì)量為M的平臺(tái)和站在臺(tái)上質(zhì)量為m的人連接起來組成一系統(tǒng)。當(dāng)人拉住細(xì)繩的一端使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)時(shí)，試求：人拉繩的力和人對(duì)平臺(tái)的壓力。 Mm圖

18、1 例2如圖所示，用繩牽引小船靠岸，若收繩的速度為v，在繩子與水平方向夾角為時(shí)，船的速度為多大？ (1984年高考全國)一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體,如圖所示繩的P端拴在車后的掛鉤上,Q端拴在物體上設(shè)繩的總長不變,繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計(jì) 開始時(shí),車在A點(diǎn),左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的,左側(cè)繩長為H提升時(shí),車加速向左運(yùn)動(dòng),沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C設(shè)A到B的距離也為H,車過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB求在車由A移到B的過程中,繩Q端的拉力對(duì)物體做的功 設(shè)繩的P端到達(dá)B處時(shí),左邊繩與水平地面所成夾角為,物體從井底上升的高度為h,速度為v,所求的功為W

19、,則: 因繩總長不變,所以: v=vBcos (c) 將(b)、(c)兩式代入(a)式,得:中學(xué)生解答物理問題中常見錯(cuò)誤分析中學(xué)生解答物理問題中常見錯(cuò)誤分析 學(xué)生在解答物理練習(xí)題時(shí)，常暴露出各式各樣的錯(cuò)誤，其中有些錯(cuò)誤是常見的，不論教者是誰，也不論學(xué)者是誰，總會(huì)出現(xiàn)類似的錯(cuò)誤下面從知識(shí)、方法和心理三個(gè)方面，對(duì)學(xué)生解題中的常見錯(cuò)誤做一分析 一、知識(shí)方面 物理知識(shí)是解答物理問題的理論依據(jù)，如果解題的依據(jù)稍有差錯(cuò)，在解題過程中就必然會(huì)暴露出來 1基本概念不清引起的錯(cuò)誤 例如，“關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法中哪種正確？（a）速度大時(shí)，加速度一定大；速度小時(shí)，加速度一定小。（b）速度的方向就是加速度

20、的方向。（c）速度恒定時(shí)，加速度為零（d）加速度為零時(shí)，速度必為零（e）加速度就是增加的速度（f）只要速度的大小不變，加速度就為零”答案：（c）又如，“下面幾種說法哪種對(duì)？（a）物體的溫度越高，則它所含有的熱量也多；（b）物體的內(nèi)能愈大，熱量愈多；（c）熱傳遞就是能量的傳遞；（d）熱量總是由內(nèi)能較多的物體傳給內(nèi)能較少的物體；（e）熱量總是從溫度較高的物體傳給溫度較低的物體”答案：（c）、（e） 如果加速度和熱量這兩個(gè)概念的內(nèi)涵不清，對(duì)上述兩題就會(huì)做出一些錯(cuò)誤的判斷 有些物理量不僅有大小，而且?guī)в姓?fù)號(hào)這些正負(fù)號(hào)的物理含意大致可以分為三類：第一類，表示矢量在一維空間里的兩個(gè)相反的方向，如力、速度

21、、加速度；第二類，表示標(biāo)量相對(duì)零值的大小，如溫度、勢能、電勢：第三類，表示兩種相反性質(zhì)的物理量，如功、電量等等學(xué)生碰到帶有正負(fù)號(hào)的物理量時(shí)，有的往往不具體分析它的物理含意，而導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論如認(rèn)為+5牛頓的力大于-10牛頓的力，5焦耳的功大于-5焦耳的功等等 2物理規(guī)律（公式）理解和使用不當(dāng)引起的錯(cuò)誤 例如，“質(zhì)量為100公斤的船停在靜水中，一個(gè) 50公斤的人靜止在船頭，當(dāng)人從船頭走到船尾時(shí)，船后退幾米？（設(shè)船長為3米，水的阻力不計(jì)）” 有的學(xué)生這樣解，取人和船為研究系統(tǒng)因水的阻力不計(jì)，系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒以x代表船后退的距離，取人行方向?yàn)檎较?，則有 解得x=1.5（米） 上述解法是錯(cuò)誤的

22、因?yàn)樵趧?dòng)量守恒方程中要求各物體的速度必須相對(duì)于同一參照物，而在上述解法中，船的位移是以地為參照物，人的位移是以船為參照物，這顯然是錯(cuò)誤的正確的解法是： 解得 x=1（米） 又如，“有一個(gè)帶q庫侖電量的微粒，在重力作用下，從M點(diǎn)自由下落，下落時(shí)受到磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B的磁場的作用，最后到達(dá)N點(diǎn)，MN的水平距離為x，豎直距離y，求微粒到達(dá)N時(shí)速度的大小如下圖所示” 由于微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡既不是直線，也不是拋物線或圓，于是有些學(xué)生感到?jīng)]法下手求解其實(shí)如果從能量的角度來分析，微粒只受重力和洛侖茲力，而其中洛侖茲力始終不做功，只有重力做功，所以，可由機(jī)械能守恒定律求解。 再如，“如下圖，質(zhì)量為m金屬桿a，從高為

23、h處自靜止沿光滑的兩個(gè)平行的金屬導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的水平部分足夠長，并且處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，水平導(dǎo)軌上也放一質(zhì)量為m的金屬桿b，若a和b始終沒有相碰，它們最終的速度是多少？” 分析分析桿a從平行導(dǎo)軌上滑到水平部分前，a的機(jī)械能守恒進(jìn)入水平部分，將要切割磁力線產(chǎn)生感生電流，這個(gè)電流通過a、b和導(dǎo)軌組成的閉合電路因此a、b桿都要受到磁場力的作用在磁場力作用下，a桿減速，b桿加速，當(dāng)兩桿速度相同時(shí)，感生電流為零，磁場力也為零，它們將做勻速直線運(yùn)動(dòng) 解解 解這個(gè)題，應(yīng)先以a為研究對(duì)象，求出a剛進(jìn)入水平軌道時(shí)的 但是，如果始終分別以a、b為研究對(duì)象，按電磁學(xué)問題處理，這個(gè)問題相當(dāng)復(fù)雜，甚至難以求得解答

24、如果能深刻理解相互作用的各種形式，把a(bǔ)、b桿視為一個(gè)系統(tǒng)，作為研究對(duì)象，它們?cè)谒椒较蛏虾贤饬榱?，因此，?dòng)量守恒于是依動(dòng)量守恒定律，設(shè)最終速度為v，則 二、方法方面 1不善于正確地選取研究對(duì)象 解答物理問題，必須善于選取研究對(duì)象否則，不是難以求解，就是錯(cuò)解 如下圖， =430克，體積為20 ，浸到水中并沉到杯底，=200克，杯子和其中的水質(zhì)量為500克，求臺(tái)秤的讀數(shù)？ 3cm1m2m 解這個(gè)題，如果以臺(tái)秤為研究對(duì)象，直接求臺(tái)秤的讀數(shù)，則無法求解如果以杯子和水為研究對(duì)象，雖然可以解，但比較麻煩，還容易漏掉水對(duì)m1的浮力如果把m1、杯子和水一起作為研究對(duì)象，則很容易得解 解解 F=（430500

25、200） 9.8 =7.15（牛頓）310 2不分析具體的物理過程，死套公式 例如，“質(zhì)量為500噸的火車，以375千瓦的恒定功率從靜止開始在平直的軌道上行駛，經(jīng)過5分鐘，行駛了2.25公里，這時(shí)火車的速度剛好最大，若火車受的阻力不變，求火車的最大速度” 求出加速度a，再代入勻變速運(yùn)動(dòng)的速度公式vt=at，求得火車的最大速度 其實(shí)，火車在功率恒定時(shí)，根據(jù)p=Fv，當(dāng)速度增加時(shí)，牽引力要變小，因此火車不會(huì)做勻加速運(yùn)動(dòng)所以不能用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式求 又如，“一輛速度為15米/秒的汽車，從某時(shí)刻開始剎車，在阻力作用下，以2.0米/秒2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，問經(jīng)過10秒鐘后，汽車離開始剎車點(diǎn)多遠(yuǎn)？”

26、 3物理過程分析不全 例如，“如下圖所示，圖中ABC為光滑軌道，質(zhì)量為m1的小球從A點(diǎn)滾下，在C點(diǎn)和質(zhì)量為m2的小球發(fā)生彈性正碰，m1和m2的落地點(diǎn)D、E到O點(diǎn)的距離S1 S2=1 4，求m1 m2？” 解解 設(shè)碰前m1的速度為v0，碰后m1的速度為v1、m2的速度為v2根據(jù)平拋規(guī)律可得 v1 v2=S1 S2=1 4 再根據(jù)彈性正碰可得 上述解答好象已經(jīng)完成了，其實(shí)這只是本題的答案之一，是當(dāng)m1m2時(shí)，m1與m2相碰后，一起向下拋出的情況本題的物理過程還有另一種情況，即當(dāng)m1m2時(shí)，m1碰后以v1的速度沿v0的反方向運(yùn)動(dòng)，m1重返軌道直至上升到速度為零，然后再加速向下運(yùn)動(dòng)，到C點(diǎn)時(shí)仍以速度v

27、1做平拋運(yùn)動(dòng)在這種情況下，m1m2則： 4在運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí)忽略了物理意義 例如，“質(zhì)量為m的小球A以水平速度v0與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為3m的小球B發(fā)生正碰，碰后小球A的動(dòng)能損失了原來動(dòng)能的3/4，求碰后兩個(gè)小球的速度” 運(yùn)用數(shù)學(xué)求解可得兩組答案： 其中答案是不會(huì)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榕龊?，兩個(gè)球運(yùn)動(dòng)方向相同，且后面的球比前面的球速度大，這是不可能的 可見，在運(yùn)用數(shù)學(xué)解答物理問題時(shí)，有時(shí)有些運(yùn)用數(shù)學(xué)求得的解在物理上不合理，應(yīng)當(dāng)通過討論，予以舍棄 5受隱含條件或多余條件的干擾 例如，“質(zhì)量為m的汽車，在平直公路上行駛，當(dāng)汽車的功率恒定為額定功率p時(shí)，它的速度恒為v1，當(dāng)汽車的速度減小到v2而維持功率p不變

28、時(shí)，它的加速度為多少？” 本題雖沒有明顯地指出有摩擦力（阻力），但根據(jù)汽車的功率恒定而速度不變這一點(diǎn)，可以斷定這時(shí)的牽引力等于摩擦力因此，正確的解答是： 有些學(xué)生被多余條件所迷惑，走入歧途其實(shí)這個(gè)題很好解設(shè)電壓表電阻為Rv，則 三、心理方面 1憑感覺，想當(dāng)然地看問題 例如，“路燈的正下方站一人，若人以水平速度v勻速直線前進(jìn)，那么人頭頂?shù)挠白覯點(diǎn)做何種運(yùn)動(dòng)？” 有的學(xué)生會(huì)很快答出：M點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槿送白邥r(shí)，影子越來越長實(shí)際上這是錯(cuò)誤的，錯(cuò)在沒有根據(jù)物理概念、規(guī)律去思考， 而是憑感覺想當(dāng)然地作出判斷 解解 如圖1016設(shè)人高為h，燈高為H，人速為v，以B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，取水平向右為x軸正方向

29、，t=0時(shí)，頭頂?shù)挠白釉贠點(diǎn)，經(jīng)時(shí)間t后，頭頂?shù)挠白釉贛點(diǎn)，經(jīng)過t時(shí)間的位移為： 2思維定勢造成的負(fù)遷移 在解題中，學(xué)生已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，所獲得的解題方法、技巧，一般會(huì)產(chǎn)生積極的影響，這是“正遷移”然而，如果我們?cè)诮虒W(xué)中，不注重教給學(xué)生解題的思路和方法，而一味地強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生記住某些“類型”那么，一遇到與這一“類型”表面相似的問題，學(xué)生就可能照搬已有的經(jīng)驗(yàn)和方法，對(duì)正確地解答問題產(chǎn)生消極的影響，這就是在解題上的“負(fù)遷移” 例如，“如圖 所示，小車上固定著一個(gè)剛性彎折形硬桿ABC，ABC=60，C點(diǎn)固定著質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小車以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿對(duì)小球的作用力多大？方向如何？（桿的質(zhì)

30、量不計(jì)）” 有的學(xué)生套用做過的練習(xí)，把BC部分青成細(xì)繩，并把繩對(duì)小球的作用力進(jìn)行正交分解，在豎直方向上有Fcos60=mg，所以F=2mg，F(xiàn)的方向沿著CB這個(gè)套用來的方法，得出的解答是錯(cuò)誤的其實(shí)桿對(duì)球的作用力為：由下圖可得： 3思想僵化，死記結(jié)論，硬套公式 例如，“一個(gè)理想變壓器，初級(jí)匹數(shù)為n0=2200匝，輸入電壓V0=220伏，電流I0=0.22安次級(jí)有兩個(gè)線圈，第一個(gè)匝數(shù)為n1=3500匝，通過的電流I1=0.1安第二個(gè)線圈n2=63匝，求通過第二個(gè)線圈的電流I2如圖 有些學(xué)生根據(jù)死記下的理想變壓器公式 更有甚者，直接把次級(jí)兩個(gè)線圈的匝數(shù)和電流連字母都不變的代入 工作原理，不知道在推導(dǎo)

31、公式時(shí)，運(yùn)用了變壓器的輸出功率等于輸入功率和初、次級(jí)線圈都只有一個(gè)線圈的條件如果次級(jí)線圈有兩個(gè)時(shí)，次級(jí)線圈的輸出功率之和等于初級(jí)線圈的輸入功率即應(yīng)有 由此求出的I2=2.1（安）才是正確的答案 除了上述幾種情況外，日常生活中形成的錯(cuò)誤觀念的干擾錯(cuò)覺，以及粗心大意等等，也是造成解題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的常見原因問題教學(xué)的變化趨勢問題教學(xué)的變化趨勢 一、創(chuàng)設(shè)聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題情景一、創(chuàng)設(shè)聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題情景 在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，由于指導(dǎo)思想偏離素質(zhì)教育，學(xué)生花了很多時(shí)間做大量的習(xí)題，其中有相當(dāng)多的習(xí)題是生硬編造的，與現(xiàn)實(shí)世界毫無聯(lián)系。選編這種習(xí)題的人認(rèn)為這樣可以達(dá)到“思維訓(xùn)練”的目的，其實(shí)，即便是對(duì)培養(yǎng)物理學(xué)家也沒有這

32、種必要，何況對(duì)大多數(shù)學(xué)生只會(huì)產(chǎn)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的懼怕和誤解。因此非常有必要從命題的內(nèi)容上擯棄脫離實(shí)際的“八股”習(xí)題。多創(chuàng)設(shè)聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題情景，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)從實(shí)際中提出物理問題、建立物理模型的思想方法。 二、與實(shí)驗(yàn)探究結(jié)合二、與實(shí)驗(yàn)探究結(jié)合 實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)的重要方法之一，將習(xí)題教學(xué)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合可以有效地提高學(xué)生實(shí)踐的意識(shí)和探究的能力。與實(shí)驗(yàn)結(jié)合時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)注小型、取材方便、思維靈活的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)的形式可以是定量的，也可以是定性的。 體驗(yàn)超重與失重體驗(yàn)超重與失重 兩個(gè)同學(xué)配合做個(gè)小實(shí)驗(yàn)，一人站在臺(tái)秤上，由直立迅速下蹲到靜止，另一個(gè)同學(xué)看臺(tái)秤的讀數(shù)怎樣變化？由下蹲狀態(tài)迅速直立

33、起來，臺(tái)秤的讀數(shù)又怎樣變化？請(qǐng)對(duì)你看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給出合理解釋。 逆風(fēng)能行舟嗎？逆風(fēng)能行舟嗎？ 常言道，乘長風(fēng)破萬里浪，順風(fēng)破浪。但你見過逆風(fēng)破浪，而不靠人力拼搏嗎？ 這似乎不可想象，但事實(shí)上，只要把握一定的航向和適當(dāng)控制帆面的位置，最終是可以使帆船達(dá)到逆風(fēng)行舟的目標(biāo)的。 (1) 請(qǐng)你用小車做一個(gè)模擬的實(shí)驗(yàn)，看看是否可能實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)前進(jìn)？你是在什么樣的情況下實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)前進(jìn)的？ (2) 說明逆風(fēng)行舟的原理。 (3) 能否用一把直尺、三角板和鉛筆做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)說明它的原理。 (4) 尋找逆風(fēng)行舟的必要條件，即說明在什么情況下不可能逆風(fēng)而上。 三、增強(qiáng)有價(jià)值的估算訓(xùn)練三、增強(qiáng)有價(jià)值的估算訓(xùn)練 常規(guī)的習(xí)題多為

34、計(jì)算題，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，列出方程，進(jìn)行求解。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力是有益的，但還有一種進(jìn)行定量估算的能力，對(duì)學(xué)生，特別是希望在非理工科方向發(fā)展的學(xué)生，是非常有用的。它避免了繁雜的運(yùn)算，運(yùn)用巧妙的方法幫助學(xué)生建立某些物理對(duì)象的數(shù)量級(jí)概念。 估算你跑著上樓時(shí)的功率和消耗的能估算你跑著上樓時(shí)的功率和消耗的能量量 如果你住在樓上，每天都要上樓，估算一下你跑著上樓時(shí)的輸出功率。如果你跑上了一層樓，你輸出了多少能量？如果在這個(gè)過程中的能量轉(zhuǎn)換效率是 10% ，那么，你上一層樓大約消耗了多少化學(xué)能？ 假定樓高 4m ，你的體重 50kg ，跑上樓的時(shí)間為 5s ，那么你上樓克服重力所做的功，即你輸出的

35、能量為：W=mgh = 50104 = 2000 J 輸出功率：P=W/t = 400 W, 上一層樓消耗的化學(xué)能為 2000 J 。 1 秒鐘消耗的化學(xué)能稱為代謝率為 400W 。它相當(dāng)于一個(gè)電熱水器的功率。如果你保持這樣的代謝率 1 小時(shí)，那么你消耗體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)能為 0.4kwh ，相當(dāng)于用了 0.4 度電的能量。通過查閱資料可知，它又相當(dāng)于一塊大的牛排所含的能量。 閱讀這篇短文，你的收獲是什么？也許你的體重是 60kg ，樓層高度是 3.5m ，計(jì)算的精確程度那么重要嗎？ 四、滲透科學(xué)的人文精神四、滲透科學(xué)的人文精神 人們?cè)趥鹘y(tǒng)習(xí)題教學(xué)中形成了這樣的觀點(diǎn)：物理的練習(xí)就是做計(jì)算題，列方程

36、，代公式，計(jì)算結(jié)果。其實(shí)物理教學(xué)中有許多物理思想、觀念的教育因素，不應(yīng)該被忽視。應(yīng)當(dāng)努力挖掘可以進(jìn)行科學(xué)人文教育的因素，設(shè)計(jì)一些有意義的思考題和問題讓學(xué)生討論，它可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)素養(yǎng)。 兩個(gè)關(guān)于科學(xué)觀念的討論題兩個(gè)關(guān)于科學(xué)觀念的討論題 （ 1 ） 牛頓預(yù)言，地球因?yàn)樽赞D(zhuǎn)會(huì)在赤道附近隆起，而在兩極附近變平。 1735 年，法國科學(xué)院派了一支探險(xiǎn)隊(duì)去北極圈測量地球的準(zhǔn)確形狀。他們返回時(shí)報(bào)告了與預(yù)言相符的結(jié)果。哲學(xué)家伏爾泰用下面兩行詩嘲笑他們： 你們經(jīng)歷千難萬險(xiǎn)，遠(yuǎn)涉蠻荒, 為了發(fā)現(xiàn)牛頓在家里就知道的情況。 伏爾泰的譏諷有道理嗎？為什么？ （ 2 ）開普勒是在第谷觀測數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上放棄

37、了哥白尼提出的行星圓周運(yùn)動(dòng)的模型，進(jìn)而提出了新的理論，許多天文學(xué)家稱他為“天空的立法者”，但更精密的觀測發(fā)現(xiàn)一些行星并不完全按他的“法”在運(yùn)行。查閱開普勒建立行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有關(guān)資料，談?wù)勀銓?duì)科學(xué)理論和觀測證據(jù)的看法。 1、1930年，洛厄爾天文觀測臺(tái)宣布觀測到冥王星，他們稱該行星的體積比地球大數(shù)倍。很快，冥王星作為太陽系第九顆大行星進(jìn)入教科書。但冥王星的發(fā)現(xiàn)者美國人克萊德湯博當(dāng)時(shí)錯(cuò)估了冥王星的質(zhì)量。隨著現(xiàn)代天文觀測儀器的不斷升級(jí)，通過哈勃大望遠(yuǎn)鏡，人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也是日新月異。尤其是“柯伊伯帶（Kuiper Belt）”的出現(xiàn)直接動(dòng)搖了冥王星的地位。新的觀測顯示，冥王星實(shí)際上是一塊比月球小的巖

38、石。冥王星質(zhì)量過小，其軌道不是圓形軌道，而是橢圓形軌道，與在黃道面附近以近圓軌道運(yùn)行的8個(gè)經(jīng)典行星不同.于是在2006年北京時(shí)間8月24日8：30分，聯(lián)合國天文協(xié)會(huì)的1000余名天文學(xué)家的投票表決- 結(jié)果9大行星被改為8大行星。冥王星被從太陽系的第九大衛(wèi)星的位置上剔除。然而，作為太陽系第九顆大行星的冥王星早已被寫入教科書，小孩子們都知道它是第九大行星，被人們叫了幾十年了。對(duì)于此，你覺得（ ） A、既然冥王星不同于其它8大行星，當(dāng)然會(huì)被人們從太陽系的第九大衛(wèi)星的位置上剔除。 B、1930年宣布觀察到冥王星而且很快被寫入教科書，現(xiàn)在冥王星又被剔出去,而且是投票決定的,科學(xué)家不應(yīng)該把他們都不能確定的事情公之于世。 C、冥王星的地位要由科學(xué)家投票決定,說明科學(xué)理論是科學(xué)家想出來的,并不一定就是事實(shí)。 D、隨著科技的進(jìn)步，不單單是對(duì)冥王星，可能對(duì)整個(gè)太陽系的其它行星的認(rèn)識(shí)也會(huì)發(fā)生很大的變動(dòng)。 2、人們最先提出了地心說，認(rèn)為地球處于宇宙中心位置并靜止不動(dòng)，太陽、月亮、行星和其他衛(wèi)星都圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。后來哥白尼提出日心說，也稱為地動(dòng)說，它是與地心說相對(duì)立的學(xué)說，認(rèn)為太陽是宇宙的中心，而不是地球。很多書都說日心說戰(zhàn)勝了地心說，而科學(xué)家現(xiàn)在知道太陽系只不過是