推荐文档列表

物理习题教学中的思维变通性训练

时间:2021-10-02 12:15:49 物理论文 我要投稿

物理习题教学中的思维变通性训练

尽管摆在我们面前的物理习题浩如烟海,模型花样翻新,可谓五花八门,但其设计方法,大都采用变式,即依据提出的曲型(或理想化)模型交替变更提供材料的形式,设计新的模型,以显示其物理本质。其目的在于帮助读者扩大视野、加深理解、巩固知识、增强思维变通性,进而促进创造性思维能力的发展。

学生在练习中遇到新模型时感到陌生棘手,其思维障碍在于不善于把貌离神合的新模型与典型进行比较,去认识和把握新、旧模型物理本质上的共性,从而望题兴叹,无处下手。对此,教师应当通过组织有效的习题教学,帮助学生在形态各异的模型分析和对比中,抽象出共性,洞察共同的物理本质,从而跨越思维障碍,促进其创造性思维能力的发展,实现由知识到能力的质的飞跃。

物理习题教学中的思维变通性训练

譬如:在动量守恒定律的教学中,课本中的典型模型多是以两个相互作用的小球为例来展开讨论的,但在设计试题时,却在不改变系统物理本质——动量守恒适用的条件不变的前提下,把球魔术般地演变为各种形状的物体。请看

例1 A、B两小车质量都为m,它们静止在光滑的水平轨道上,一质量为m的人先从A车跳到B车,而后又跳到A车,来回几次手,人又跳回A车,则此时

A.A车和人的动量大小等于B车动量大小。

B.A车和人的速率小于B车速率。

C.在此过程中,两车和人的总动量守恒。

D在此过程中,两车和人的总动能守恒。

在这里,习题所提供的模型与课本提出的典型小球相比,已面目全非。但我们若把题中A车与人视为甲球,把B车视为乙球后,就不难发现,人在两车之间尽管来回几次跳来跳去使人眼花缭乱,这不过是施行障眼法,借以扰乱你的视线,干扰你的定势思维。其物理本质是:人从两车间跳来跳去仍等效于两球的相互作用,仍未跳出动量守恒定律,照样适用这一物理本质上的共性。一旦明确了这一点,学生的思维就立即变得开朗流畅,其结论显而易见:A、B、C正确。

例2 质量为m的光滑斜面静止在光滑的水平地面上,另一质量为m的滑快A以初速度V滑上斜面底端:

A.若能越过斜面,则它落地速度为V。

B.若B不能越过斜面,斜面速率小于V/2。

C.若A不能越过斜面,则它滑回到地面时速度与初速方向相反。

D.若A不能越过斜面,则它滑回到地面时,斜面速度为V。

对于此题,同样地,我们仍可以把滑块A和斜面B等效为两个质量相等的弹性球相作用,它们遵从的物理规律(动量、能量守恒)仍不变,即二者在相互作用中不断地传递着动量与动能,而系统总动量不变。由此,读者很快即能得到答案:B、D。

可以说,变式的运用几乎所有中学物理习题里都得到体现。如在电磁感应教学中,关于楞次定律的应用习题,其母式(典型模型)是以条磁铁与线圈的相互作用来展示其物理性质的。

例3 如附图,闭合金属圆物从高为h曲面顶端自由滚下,又沿另一面滚上,非匀强磁场沿水平方向,环平面与运动方向均垂直于磁场,环在运动过程中磨擦阻力不计,则:

A.环滚上的高度小于h。

B.环滚上的高度等于h。

C.运动过程中环人有感应电动势,无感应电流。

D.运动过程中环内有感应电流。

上面例中,我们看不典型模型中的磁铁与线圈了,可谓面目全非。但我们把它与典型模型加以比较,对其进行去伪(表面形状)存真(物理本质)的分析,就不难看出其共同的物理属性而显示出其庐山真面目。在例3圆环从曲面自由滚下又沿另一曲面滚上的过程中,同样等效于一条形磁铁一端靠近或远离线圈的情形。根据楞次定律

[1] [2]