高中物理教学论文 高中物理教学论文

1 请给学生几个台阶请给学生几个台阶 内容提要 因物理难学 许多学生感到能听懂 能看懂 但自己下手却错误百出 本文通 过自己教学中的实践 如果教师在分析有关问题时 尽可能从学生的角度来分析问题 即 降低分析问题的切入口 使学生随分析过程一个一个台阶往上走 通过几个例题 通过类 比使学生从熟悉的模型来解决新颖的物理模型 通过特殊的路径或过程解决有关多解问题 讨论方法 通过图像法来降低难度 通过问题的关键分析呈现在学生面前 使学生逐步学 会物理问题的分析方法 关键词 类比 抽象变具体 特殊运动 图象法 学生进入高中后 很多人感到物理难学 常常是 一听就懂 一看就会 一做就错 这就 是说 听老师讲课能听懂 书上的例题看得会 但自己解答问题时 往往束手无策或错误 百出 特别是高三学生 教师认为是容易题或中档题 但学生却认为是较难题 教师自己 感到 辛辛苦苦的进行教学 却得不到应有的效果 原因何在 可能最主要的责任者是教 师 因为学生分析问题的能力相对于教师要欠缺一些 教师在分析问题时没有充分按照学 生的思考思路 而是按照教师自己的思考方法分析给学生 再加上许多教学参考书只重视 解题过程 而没有把分析过程展现给学生 同时学生解题急于求成 所以出现上述现象 怎样才能避免这种情况产生 教师在分析问题时 应由浅入深 由易到难 层层推出 步 步深入 且把关键的分析过程书写给学生 给学生几个台阶 让学生顺台阶而上 减少难 度 充分考虑学生的能力水平 也许效果会更好 下面分别举例说明 一 由基本规律进行分析 例 1 一个物体以初速 0 v 从A点开始在不光滑水平面上运动 一个水平力作用在物体上 物 体运动轨迹为图 1 中实线所示 图 1 中B为轨迹上的一点 虚线是过A B两点并且与该轨道相切的直线 虚线和实线 将水平面划分为 5 个区域 则关于施力物体位置的判断 下 面说法中正确的是 如果这个力是引力 则施力物体一定在 区域 如果这个力是引力 则施力物体一定在 区域 如果这个力是斥力 则施力物体一定在 区域 如果这个力是斥力 则施力物体一定在 区域 如果教师分析此题时 首先引导学生复习典型的曲线运动 即平抛运动 在平抛运动中 物体受到的合外力方向指向曲线弯曲的方向 而现在物体作 曲线运动 与平抛相类似 这时学生通过对比很快得到 A C 为正确答案 通过本题分析 使学生明白许多物理题目是通过书本的典型例题变化而来的 通过适当的类比可以降低难 度 二 由类比法进行分析 例 2 一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图 2 所示 现有一质量为m 带电量为q的微粒在此点电荷附近 做周期为T的匀速圆周运动 微粒重力不能忽略 求 微粒的带电性质 微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置 解 本题关键在于建立一个全面的物理模型 使粒子在重 力和库仑力的作用作匀速圆周运动 通过分析题意 发现 2 库仑力的大小肯定不能发生变化 因库仑力大小变化时 粒子不可能做匀速圆周运动 于 是相同的物理模型油然而生 即与我们熟悉的圆锥摆相类似 即圆锥摆中绳子的张力与库 仑力相当 画出微粒的运动轨迹 解答自然得到 如图 3 所示 q在重力和库仑力共同作用下作圆锥摆运动 粒子必须带负电 微粒的 轨迹为在 Q 下方一个水平面内的圆 设水平面与两点电荷连线的夹角为 两点电荷之 间的距离为R 则 2 sin kQq mg R 2 2 2 coscos kQq mR RT 则 2 2 sin 4 gT hR 对一些新颖的题目 乍一看似乎无从下手 但通过对题意的分析 也许可以找到我们熟悉 的物理模型与此类比 这不失为一种降低难度的一种方法 三 由抽象转化为具体 例 3 侦察卫星在通过地球两极上空的圆形轨道上运动 它的运动轨道距离地面的高度为 h 要使卫星在一天时间内将地面上赤道各处的情况全部都拍摄下来 卫星在通过赤道上 空的卫星摄像机至少要拍摄地面上赤道圆周的狐长是多少 设地球的半径为R 地面处的 重力加速度为 g 地球自转周期为T 解析 这是一个中等难度的题目 对第一次接触到这类题目的学生 感到这个题目比较抽 象 思考方向应该从周期下手 但计算侦察卫星周期后 又不知如何与地球周期相联系 如果这时教师将抽象转化为具体 相信有许多学生自己有能力解决这类问题 因侦察卫星 的周期远小于地球的自转周期 如果在地球自转一个周期的时间内 侦查卫星转了 2 周 则侦察卫星摄像机至少拍摄地面上赤道的 1 2 如在地球自转一个周期内 侦查卫星转了 3 周 则摄像机必须拍摄地面上赤道上圆周的 1 3 以此类推 通过上面的抽象转化为具体的 过程 学生们纷纷作出如下计算 设侦查卫星的周期为 T 则 对卫星 2 2 2 GMm m Rh T Rh 在地面上 2 GMm mg R 则 2 RhRh T Rg 则拍摄地面上赤道圆周的弧长 3 2 24 RRhRh s T Tg T 从以上分析可知 如果把一些抽象的物理过程转化具体的物理过程 可能会起事半功倍的 效果 教师何乐而不为 四 由特殊运动情况找到问题的突破口 例 4 一个质量为m带有电荷 q 的小物体 可在水平轨道Ox上运动 O端有一与轨道垂 直的固定墙 轨道处于匀强电场中 场强大小为E 方向沿Ox方向 如图 4 所示 小物体 从距离墙角 0 x 处以速度 0 v 从图示位置向左运动 运动时受到大小不变的摩擦力 f 作用 设 小物体与墙壁碰撞时不损失机械能 且电荷量保持不变 求 它停止运动前所通过的总路 程s 某同学的解题过程如下 根据动能定理可得 2 00 1 0 2 qExfsmv 上述解法正确吗 若你认为是正确的话 则解出其结 果 若你认为有问题的话 则请陈述所存在的问题 并列式解出你认为正确的结果 解析 上述解法不完整 当 Eqf 时 物体最终停在墙角处 即由上述动能定理列方程 得到 2 00 1 2 qExmv s f 当 Eqf 这时需要对几种情况进行讨论 这时学生感到这道题目有一定难度 如何进 行讨论 且使学生容易接受 就必须先讨论特殊运动的路径 显然 当 Eqf 时 当 m的位移为0 x 时且物体的速度为零时 这是一个最特殊的路径 由动能定理 2 000 1 0 2 Eqxfxmv 即当 2 00 0 1 2 Eqxmv f x 时 0 sx 当 2 00 0 1 2 Eqxmv f x 时 物体在没有到达墙之前即停止运动 由动能定理可得 2 00 0 1 2 Eqxmv f x 4 2 0 1 0 2 Eqsfsmv 2 0 1 2 mv s fEq 当 2 00 0 1 2 Eqxmv Eqf x 时 物体与墙碰撞后再向x轴正向运动一段距离后速度为零 由动能定理得 2 00 1 2 0 2 Eqxsfsmv 2 00 1 2 2 Eq xmv s fEq 从上述例题分析可知 一般要讨论的题目均有一定难度 学生往往讨论不完整 而根据现 在高考的趋势来看 因高考中经常出现开放式问题 而需要讨论的题目同样属于开放式题 目 而解决这种问题的切入口往往就是找特殊点或特殊过程 通过特殊再到一般确实是降 低难度的一种方法 五 由图象法分析相对运动 例 5 一颗速度较大的子弹 水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块 设木块对子弹的 阻力恒定 则当子弹入射速度增大时 下列说法正确的是 A 木块获得的动能变大 B 木块获得的动能变小 C 子弹穿过木块的时间变长 D 子弹穿过木块的时间变短 解析 子弹以初速 0 v 穿透木块的过程中 子弹木块在 水平方向均受到恒力作用 子弹作匀减速运动 木块 作匀加速运动 子弹 木块运动v t 图象如图中的实 线所示 图中OA 0 v B 分别表示子弹穿过木块过程 中木块 子弹的运动图象 而图中梯形 0 OABv 的面 积为子弹相对于木块的位移即木块长l 当子弹入射速度增大为 0 v 时 子弹 木块的运动 图象使如图中虚线所示 梯形 0 OABv 的面积仍等于子弹相对于木块的位移即木块的长度 l 故梯形0 OABv 与梯形 0 OABv 的面积相等 由图可知 当子弹入射速度增加时 木块 获得的动能变小 子弹穿过木块的时间变短 所以本题的正确答案为B D 从上述分析可知 当物体作匀变速直线运动 且两个物体作相对运动时 利用运动图象进 5 行分析和计算 可以减少学生的计算过程 只要教师在平时的教学中多加以引导 相信经 过一定时间训练后 学生会感到用图象分析有关问题会降低分析的难度 六 由书写分析过程呈现解题方法 例 6 如图所示 水平的平行虚线间距 50dcm 其间有 1 0BT 的匀强磁场 一个正 方形线圈边长为 10lcm 线圈质量 100mg 开始时 线圈的下边缘到磁场上边缘的距离 80hcm 将线圈由静 止释放 其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等 取 2 10mg s 求 线圈进入磁场过程中产生的电热Q 线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v 解析 当正方形线圈的上边进入磁场后 由于整个线圈在 磁场中 磁通量没有发生变化 直到线圈下边缘离开磁场 即图中 3 位置到 4 位置线圈只受重力作用作加速运动 但 线圈下边缘刚进入磁场和穿出磁场时的速度相等 所以当 线圈下边缘刚进入磁场到上边缘进入磁场过程中 线圈必 作减速运动且当下边缘刚进入磁场时速度为最小 线圈从开始运动到下边缘刚好进入磁场 这时线圈速度 为 0 v 由机械能守恒定律得 2 0 1 2 mghmv 0 22 10 0 84 mm vgh ss 线框从上边缘刚进入磁场到下边缘刚好离开磁场 由动能定理得 22 0 11 22 mg dlmvmv 22 0 11 22 mvmvmg dl mghmg dl 22 vghg dl 2 10 0 82 10 0 50 1 m s 2 2m s 1 由上述分析可知 当线圈从下边缘进入磁场到上边缘进入磁场产生电热 且从下边缘 离开磁场到上边缘离开磁场也要产生磁场 由对称性可知 这两个过程产生的电热相等 对线圈从下边缘进入磁场到上边缘进入磁场 由动能定理得 22 0 11 22 mglWmvmv 安 6 2QW 安 22 0 2mghmvmv 2 0 1 10 0 1 0 1 80 1 16 J 1J 2 由上述分析可得线框穿越磁场的最小