站在“巔峰”體驗(yàn)“一覽眾山小”

王岳

【摘要】在新課程教學(xué)理念的引領(lǐng)下，筆者把學(xué)生說(shuō)題引入高中物理習(xí)題教學(xué)，使學(xué)生在教學(xué)行為實(shí)施過(guò)程中，主動(dòng)參與思考，在積極的探索中讓學(xué)生不僅學(xué)會(huì)“想”物理、“做”物理，更善于“說(shuō)”物理。以學(xué)生說(shuō)題引領(lǐng)高中物理解題教學(xué)，能夠使學(xué)生通過(guò)不斷分析物理過(guò)程和狀態(tài)，掌握分析的方向和目標(biāo)，找到解決問(wèn)題的規(guī)律和方法，從而達(dá)到深刻地理解物理原理和物理規(guī)律，更好地掌握解題技能，提高解題能力。

【關(guān)鍵詞】學(xué)生說(shuō)題 條件 過(guò)程 規(guī)律

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）06-0145-02

高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出：“教學(xué)中要提供學(xué)生當(dāng)眾交流的機(jī)會(huì)”。為了給學(xué)生提供交流的機(jī)會(huì)，筆者在高中物理解題教學(xué)中，采用以“學(xué)生說(shuō)題”作為解題教學(xué)的突破口，收到了良好的教學(xué)實(shí)效。下面，就結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勔浴皩W(xué)生說(shuō)題”引領(lǐng)高中物理解題教學(xué)的策略。

一、追尋考查意圖——說(shuō)“題目條件”

在解題時(shí)，通熟題意是最重要的，吃透題中各個(gè)條件及關(guān)系是展開(kāi)思維的基礎(chǔ)，找出題目中關(guān)鍵字眼。要求：說(shuō)出題中的已知條件，主要指各物理量的數(shù)據(jù)、單位及圖示含義、器材等；說(shuō)出題中的未知物理量及所求量；說(shuō)出本題考查的知識(shí)點(diǎn)并盡量說(shuō)出考查意圖。

例：質(zhì)量為m的鋼板與豎直輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上。平衡時(shí)彈簧的壓縮量為x0，如圖1所示。一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連。它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)。已知物塊質(zhì)量為m時(shí)，它們恰能回到O點(diǎn)。若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí)，還具有向上的速度。求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離。

題目中的關(guān)鍵字有：“自由落下”、“立刻”、“不粘連”、“恰能”、“還具有向上的速度”等，借用彈簧彈力特點(diǎn)和做功性質(zhì)，已知下落和反彈的高度以及反彈時(shí)的速度情況，要求當(dāng)質(zhì)量改變?yōu)樵瓉?lái)的二倍時(shí)，反彈的最大高度。題目通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等知識(shí)為依托，訓(xùn)練學(xué)生挖掘隱含條件的能力及運(yùn)用動(dòng)量觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)綜合分析解決物理問(wèn)題的能力。

二、分析關(guān)聯(lián)點(diǎn)——說(shuō)“物理過(guò)程”

一個(gè)較為復(fù)雜的物理過(guò)程，往往是由幾個(gè)不同的階段連接而成。由于組成整個(gè)過(guò)程的各個(gè)階段具備不同的特征，遵循不同的規(guī)律，因此對(duì)這類過(guò)程的分析，一般需要首先把各個(gè)階段作出合理的劃分。要求：按照時(shí)間順序說(shuō)出題中物理情境分幾個(gè)階段，每個(gè)階段研究對(duì)象的受力情況，運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)；說(shuō)出不同階段之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。

上題中，第一過(guò)程：物體從A處自由落下，只受重力，下落時(shí)做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，只有重力勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。第二過(guò)程：物體下落3x0時(shí)與鋼板碰撞，時(shí)間極短，與鋼板獲相同速度。第三過(guò)程：物體和鋼板一起向下壓縮彈簧至最低點(diǎn)，受到重力和大小不斷變化的彈力，速度先增加再減少至零，加速度先減少再反向增加。只有重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。第四過(guò)程：物體和鋼板從最低點(diǎn)反彈，反彈至彈簧的初始位置是與第三過(guò)程是一個(gè)逆過(guò)程，由于有速度仍能向上，至彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)。第五過(guò)程：若物體和鋼板在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)仍具有速度，物體又與鋼板不粘連，鋼板將受到彈簧由于伸長(zhǎng)而產(chǎn)生的向下的彈力，物體將與鋼板分離，物體作豎直上拋運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)。

三、探索過(guò)程本質(zhì)——說(shuō)“物理規(guī)律”

一個(gè)物理問(wèn)題的求解，很重要的環(huán)節(jié)即是對(duì)題目中包含物理過(guò)程和物理狀態(tài)的分析。要求：說(shuō)出每一過(guò)程滿足規(guī)律的條件，題目是否滿足該條件；應(yīng)用規(guī)律的原始公式及變形式。

本例中，物體自由落體時(shí)可應(yīng)用自由落體規(guī)律或機(jī)械能守恒定律，物體與鋼板碰撞時(shí)時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，符合動(dòng)量守恒定律的條件，應(yīng)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律，在彈簧壓縮或反彈的過(guò)程中只有勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化滿足機(jī)械能定恒定律的條件，物體豎直上拋時(shí)符合拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

四、找準(zhǔn)突破口——說(shuō)“量的相關(guān)性”

在過(guò)程的分析中，了解物理過(guò)程的物理量間變化關(guān)系的特征，是了解過(guò)程變化趨勢(shì)的一個(gè)突破口?？梢?jiàn)，因?yàn)槲锢砹块g變化關(guān)系的特征能定量反映物理過(guò)程的特征，所以，將了解物理量間變化關(guān)系的特征，作為了解物理過(guò)程的變化趨勢(shì)的突破口，是物理過(guò)程分析中的重要的環(huán)節(jié)。

上題中，由下落的高度3x0可得物體與鋼板碰前的速度，對(duì)物體和鋼板列動(dòng)量定恒定律方程可求出碰后兩者粘連的共同速度，由質(zhì)量為m的物體反彈后只能上升到x0處，由機(jī)械能守恒，能求出彈簧物體與鋼板碰前被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能，這個(gè)彈性勢(shì)能也就可以應(yīng)用到質(zhì)量為2m的物體下落的過(guò)程中，從而能得到它上升的最大高度。

（五）能力展現(xiàn)——說(shuō)“解題規(guī)范”

物理規(guī)范化解題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：思想、方法的規(guī)范化，解題過(guò)程的規(guī)范化，物理語(yǔ)言和書(shū)寫(xiě)的規(guī)范化。

上題中，由自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)，知碰前物體的速度為v0= ，設(shè)碰后速度為v1，因碰撞過(guò)程時(shí)間極短，故物體與鋼板系統(tǒng)動(dòng)量守恒.

mv0=2mv1 ∴v1== /2

彈簧開(kāi)始?jí)嚎s到又伸長(zhǎng)至O點(diǎn)的過(guò)程.

剛碰完彈簧開(kāi)始?jí)嚎s時(shí)的彈簧的彈性勢(shì)能令為Ep，當(dāng)它們一起回到O點(diǎn)時(shí)，彈簧無(wú)形變，彈性勢(shì)能為零.由機(jī)械能守恒，有Ep+2mv12=2mgx0

所以Ep=mgx0

當(dāng)物體質(zhì)量為2m時(shí)，由自由落體知識(shí)及動(dòng)量守恒定律，有v0′= 和2mv0′=3mv2，解得v2= ，其中v2為物體與鋼板碰后的共同速度.

剛碰完時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep′，它們回到O點(diǎn)時(shí)，彈性勢(shì)能為零，但它們?nèi)岳^續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)速度為v，則有Ep′+（3m）v22=3mgx0+（3m）v2.

又因與鋼板碰撞的兩次過(guò)程中，彈簧的初始?jí)嚎s量都是x0，故有Ep′=Ep，從而由以上求得：v=

物體回到O點(diǎn)后繼續(xù)上升過(guò)程.

當(dāng)質(zhì)量為2m的物塊與鋼板一起回到O點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為零，物塊與鋼板只受到重力作用，加速度為g，一過(guò)O點(diǎn)，鋼板受到彈簧向下的拉力作用，加速度大于g.由于物塊與鋼板不粘連，物塊不可能受到鋼板的拉力，其加速度仍為g，故在O點(diǎn)物塊與鋼板分離，分離后，物塊以速度v豎直上拋，因此，物塊上升的最大高度為H=.

總之，通過(guò)“學(xué)生說(shuō)題”，讓學(xué)生充分參與了課堂學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主性，使學(xué)生的潛能得到挖掘，能力得以提高。如果一如既往地堅(jiān)持下去，就可以讓學(xué)生站在知識(shí)的“巔峰”，去體驗(yàn)“一覽眾山小”的感覺(jué)。

參考方獻(xiàn)：

[1]《物理教學(xué)論》閻金鐸主編 廣西教育出版社

[2]《說(shuō)課與新課改》 宋樂(lè)勛主編 陜西人民教育出版社

[3] 物理規(guī)范化解題基本要求[J] 寧夏教育 2007年06期 58