物理練習教學 二(2 / 3)

(3)解題時所涉及的方法和技巧;以及在這方麵訓練的熟練程度;

(4)解題中的困難、關鍵處和易錯處;

(5)解這個題在了解物理知識與社會、技術、生活的聯係方麵有哪些價值;

(6)解這個題在發展學生能力,提高智力和非智力品質方麵的價值.

4.要求適當

對學生的解題訓練,既要嚴格要求,做到一絲不苟,又不能急於求成,更不能搞“題海戰術”.在不同的發展時期,要提出不同的要求,逐步提高水平,使學生在這方麵的能力逐步地、紮紮實實地不斷提高,並落實到每個學生.使學生逐步做到,在解題時思路正、方法好、解答快、答案對.

5.把訓練學生正確的思路和方法,發展學生的能力放在首位.同時,要注意激發學生解決問題的興趣,鍛練學生克服困難的意誌.

中學生解答物理問題中常見錯誤分析

學生在解答物理練習題時,常暴露出各式各樣的錯誤,其中有些錯誤是常見的,不論教者是誰,也不論學者是誰,總會出現類似的錯誤.下麵從知識、方法和心理三個方麵,對學生解題中的常見錯誤做一分析.

一、知識方麵

物理知識是解答物理問題的理論依據,如果解題的依據稍有差錯,在解題過程中就必然會暴露出來.

1.基本概念不清引起的錯誤.

例如,“關於速度和加速度的關係,下列說法中哪種正確?(a)速度大時,加速度一定大;速度小時,加速度一定小。(b)速度的方向就是加速度的方向。(c)速度恒定時,加速度為零.(d)加速度為零時,速度必為零.(e)加速度就是增加的速度.(f)隻要速度的大小不變,加速度就為零.”[答案:(c)]又如,“下麵幾種說法哪種對?(a)物體的溫度越高,則它所含有的熱量也多;(b)物體的內能愈大,熱量愈多;(c)熱傳遞就是能量的傳遞;(d)熱量總是由內能較多的物體傳給內能較少的物體;(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概念的內涵不清,對上述兩題就會做出一些錯誤的判斷.

有些物理量不僅有大小,而且帶有正負號.這些正負號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裏的兩個相反的方向,如力、速度、加速度;第二類,表示標量相對零值的大小,如溫度、勢能、電勢:第三類,表示兩種相反性質的物理量,如功、電量等等.學生碰到帶有正負號的物理量時,有的往往不具體分析它的物理含意,而導致錯誤的結論.如認為+5牛頓的力大於-10牛頓的力,5焦耳的功大於-5焦耳的功等等.

2.物理規律(公式)理解和使用不當引起的錯誤

例如,“質量為100公斤的船停在靜水中,一個50公斤的人靜止在船頭,當人從船頭走到船尾時,船後退幾米?(設船長為3米,水的阻力不計)”

有的學生這樣解,取人和船為研究係統.因水的阻力不計,係統在水平方向上動量守恒.以x代表船後退的距離,取人行方向為正方向,則有

解得x=1.5(米).

上述解法是錯誤的.因為在動量守恒方程中要求各物體的速度必須相對於同一參照物,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,這顯然是錯誤的.正確的解法是:

解得x=1(米)

又如,“有一個帶q庫侖電量的微粒,在重力作用下,從M點自由下落,下落時受到磁感應強度恒為B的磁場的作用,最後到達N點,MN的水平距離為x,豎直距離y,求微粒到達N時速度的大小.如圖10-10所示.”

由於微粒運動的軌跡既不是直線,也不是拋物線或圓,於是有些學生感到沒法下手求解.其實如果從能量的角度來分析,微粒隻受重力和洛侖茲力,而其中洛侖茲力始終不做功,隻有重力做功,所以,由機械

再如,“如圖10-11,質量為m金屬杆a,從高為h處自靜止沿光滑的兩個平行的金屬導軌下滑,導軌的水平部分足夠長,並且處在豎直向下的勻強磁場中,水平導軌上也放一質量為m的金屬杆b,若a和b始終沒有相碰,它們最終的速度是多少?”

[分析]杆a從平行導軌上滑到水平部分前,a的機械能守恒.進入水平部分,將要切割磁力線產生感生電流,這個電流通過a、b和導軌組成的閉合電路.因此a、b杆都要受到磁場力的作用.在磁場力作用下,a杆減速,b杆加速,當兩杆速度相同時,感生電流為零,磁場力也為零,它們將做勻速直線運動.

[解]解這個題,應先以a為研究對象,求出a剛進入水平軌道時的

但是,如果始終分別以a、b為研究對象,按電磁學問題處理,這個問題相當複雜,甚至難以求得解答.如果能深刻理解相互作用的各種形式,把a、b杆視為一個係統,作為研究對象,它們在水平方向上合外力為零,因此,動量守恒.於是依動量守恒定律,設最終速度為v′,則

二、方法方麵

1.不善於正確地選取研究對象.

從前麵[例二]和[例三]的解答過程中,可以看出,解答物理問題,必須善於選取研究對象.否則,不是難以求解,就是錯解.再舉一例.

如圖10-12,m1=430克,體積為20厘米3,浸到水中並沉到杯底,m2=200克,杯子和其中的水質量為500克,求台秤的讀數?

解這個題,如果以台秤為研究對象,直接求台秤的讀數,則無法求解.如果以杯子和水為研究對象,雖然可以解,但比較麻煩,還容易漏掉水對m1的浮力.如果把m1、杯子和水一起作為研究對象,則很容易得解.

[解]F=(430+500—200)×10-3×9.8=7.15(牛頓)

2.不分析具體的物理過程,死套公式.

例如,“質量為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,經過5分鍾,行駛了2.25公裏,這時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,再代入勻變速運動的速度公式vt=at,求得火車的最大速度.

其實,火車在功率恒定時,根據p=F·v,當速度增加時,牽引力要變小,因此火車不會做勻加速運動.所以不能用勻變速運動的公式求

又如,“一輛速度為15米/秒的汽車,從某時刻開始刹車,在阻力作用下,以2.0米/秒2的加速度做勻減速直線運動,問經過10秒鍾後,汽車離開始刹車點多遠?”

[分析]果按已知v0、a(為負值)、t,代入位移公式求得:

但是,這種解法是錯誤的,錯誤在於沒有分析汽車運動過程的實際情況.

按實際情況,汽車從刹車起做勻減速直線運動到停下來,所經曆的時間未必大於或等於10秒,因此必須先計算所用時間的長短,才能決定求多長時間內的位移.

[解法I]由v=v0+at,可得

若求出t≥10秒時,求位移時,時間t=10秒.

[解法Ⅱ]按題意和已知條件作v-t圖線,根據實際情況,汽車停下來(v=0)以後,沒有反向運動,因此直線AB的終點是B,不能隨意延長,如圖10-13所示.

從圖中看出,從刹車開始經7.5秒停下,位移用v-t圖線與t軸間的麵積s表示.

注意,用圖線求解時,要嚴格作圖(如取(10,2.5)、(5,5)兩點作AB直線).

3.物理過程分析不全

例如,“如圖10-14所示,圖中ABC為光滑軌道,質量為m1的小球從A點滾下,在C點和質量為m2的小球發生彈性正碰,m1和m2的落地點D、E到O點的距離S1∶S2=1∶4,m1∶m2.”

[解]設碰前m1的速度為v0,碰後m1的速度為v1、m2的速度為v2.根據平拋規律可得.

v1∶v2=S1∶S2=1∶4

再根據彈性正碰可得.

上述解答好象已經完成了,其實這隻是本題的答案之一,是當m1>m2時,m1與m2相碰後,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m1<m2時,m1碰後以v1的速度沿v0的反方向運動,m1重返軌道直至上升到速度為零,然後再加速向下運動,到C點時仍以速度v1做平拋運動.在這種情況下,m1<m2.則:

這是本題的另一個答案.可見,如果物理過程分析不全,也要影響解答的結果.

4.在運用數學時忽略了物理意義

例如,“質量為m的小球A以水平速度v0與靜止在光滑水平麵上的質量為3m的小球B發生正碰,碰後小球A的動能損失了原來動能的3/4,求碰後兩個小球的速度.”

運用數學求解可得兩組答案:

其中答案是不會實現的,因為碰後,兩個球運動方向相同,且後麵的球比前麵的球速度大,這是不可能的.