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为了进一步提高学生分析、解决问题的能力,在物理教学中,不仅要重视基础知识的传授,更要注重对学生进行方法方面的教育和指导,特别是在应用物理知识解决实际问题时,掌握一定的解题方法和技巧,可达到事半功倍的效果.经过几年的教学,本人初步总结了初中物理中一些常用的解题方法.
1 观察比较法
物理是一门以观察实验为基础的科学,观察比较法是物理中常用的方法.所谓观察比较法就是对各种物理现象、物理实验进行观察的基础上,和认定的标准进行比较,得出结论.运用观察比较法的一般步骤是(1)选定标准.(2)将待测对象与认定的标准进行比较.(3)得出结论.运用观察比较法的关键是对标准的认定和观察时要认真仔细.
例1 在美丽的西湖,小王和小张坐在同一艘游艇上正向对岸开去,小王相对于下列哪个物体是静止的
A.湖岸事宁人B.小张
C.迎面驶来的游艇D.湖岸边的树
点拨 运用观察比较法确定物体运动情况时,关键是抓住判断的依据,即研究对象相对于参照物有没有位置变化,若位置有变化,则研究对象相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则研究对象相对于参照物是静止的.
解析 由于游艇正向对岸驶去,故小王和湖岸、岸边的树相对位置在不断变化,与迎面开来的游艇的距离越来越近;而小王和小张坐在同一游艇上,他们两的相对位置都没有发生变化,保持相对静止,故以小张为参照物,小王是静止的.
答案 B
2 推理法
由已知的一个或几个判断为前提,得出作为结论的新的判断的思维过程就是推理.在推理过程中,已知的判断叫做前提,推出的新判断叫做结论——推论.真实的前提和推论之间必然的联系叫做推理依据,按照推理的思维进程方向,可分为归纳推理、演绎推理、类比推理.在物理学习中,通常采用演绎推理的方法.
例2 张强同学在光具座上做“探究凸透镜成像”的实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图1所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像.由此判断,他所使用的凸透镜的焦距是
A.一定大于20 cmB.一定在10 cm和16 cm之间
C.一定小于8 cmD.一定在8 cm和10 cm之间
点拨 解决此类题目的关键是要明确凸透镜成缩小实像时,物距大于像距,满足u>2f,f2f.
解析 从图1中可以看出物像异侧,且能成像在光屏上,所以在光屏上形成的是实像;由于物距大于像距,故像应该是倒立、缩小的实像;又因为当凸透镜成倒立、缩小的实像时,满足u>2f,f2f,f<16 cm<2f,可得10 cm>f>8 cm.
答案 D
3 图象法
在物理学中常用数学图象的方法,把物理现象或物理量之间的关系表示出来,将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在我们面前,具有直观、形象、简洁和概括力强的特点.用图象法解题的一般步骤是:(1)看清图像中横坐标、纵坐标所表示的物理量;(2)弄清坐标上的分度值;(3)明确图像所表达的物理意义,利用图像的交点坐标、斜率、截距及图像与坐标轴所围的面积等,进行分析、推理、判断和计算;(4)根据图像对题目中的问题进行定量计算或做出定性判断.
例3 如图2所示是某同学对两只电阻R1、R2进行测量后所得的两组数据在直角坐标系中画出的图像,由图像可知电阻R1、R2的大小关系是
A.R1>R2 B.R1=R2
C.R1 点拨 要灵活掌握分析、比较的方法,一般这种图像,通常可采用横着比较(I一定)和竖着比较(U一定)来分析.
解析 根据欧姆定律I=U/R可知,在电流一定时,电压大的电阻大;在电压一定时,电流小的电阻大.因此要比较R1、R2的大小须在纵坐标上任取一点I,如图3所示,过I点作纵坐标的垂线分别交两图像于A、B两点,然后分别过A、B两点作纵坐标的垂线分别交U轴于U1、U2,由于U1I2 ,故R1 答案 C
4 比例法
比例法就是在特定条件下用比例式来解题的方法.在解题过程中,根据物理公式、规律等,用比例式建立起未知量与已知量之间的关系,再利用比例性质来计算未知量.比例法在许多情况下是很方便的,只要相比的量的单位相同就可求解,无须统一换算为国际单位.
例4 有一节油车,装满了30 m3的石油.为了估算石油的质量,从中取出30 cm3石油,测得质量是24.6 g,问这节油车所装石油的质量是多少?
点拨 解决此类问题的关键是抓住题目中的不变量,以不变量为桥梁建立方程.例如当密度ρ一定时,物体的质量m与它的体积V成正比,可得比例式
m1m2=V1V2.
解析 由ρ=mV,当ρ一定时,m与V成正比,
得m1m2=V1V2,
且m1=24.6×10-3 kg ,
V1=30×10-6 m3,
V2=30 m3.
所以m2=m1V2V1=2.46×104 (kg).
答案 2.46×104 kg
5 极端法
当一个物理量或物理过程发生变化时,我们可以把问题推上极端,通过对极端情况下进行分析,从而得出一般情况下的结论.因为同一个问题特殊条件下的结论与一般条件下的结论是一致的,所以可以使抽象、复杂的问题变得直观、浅显,这种解决问题的思维方法叫做极端法,例如电流表、电压表示数的变化问题可采用此法.
例5 如图5所示的电路中,电源电压不变,当滑片P向左移动时,下列关于电流表和电压表示数变化情况正确的是
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数减小,电压表示数增大
C.电流表示数增大,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数减小
点拨 解决此类题目,首先要判断电路连接方式,再明确电表作用,最后根据电路中电阻的变化确定电流和电压的变化.
解析 图5中R与R1串联,电流表测电流,电压表测定值电阻R两端电压;然后再研究P向左移动时,直接把P移到最左端,电阻最小R1=0,此时R总最小,电路中电流最大,有了这个极值结果,过程的变化也就出来了,当滑片P向左移动时,R1减小,R总减小,故电流表示数逐渐增大,而定值电阻两端电压是随电流变化的,所以也逐渐变大.
答案 C
解答物理问题的方法不止以上这些,还有概念辨析法、假设法、逆向思维法等等,在教学中,我们应注意引导学生运用科学的方法去分析、解决问题,以提高学生的科学思维能力.我们应养成在实践中不断的探索和创新,总结各种解题方法,从而提高分析、解决问题的能力.
1 观察比较法
物理是一门以观察实验为基础的科学,观察比较法是物理中常用的方法.所谓观察比较法就是对各种物理现象、物理实验进行观察的基础上,和认定的标准进行比较,得出结论.运用观察比较法的一般步骤是(1)选定标准.(2)将待测对象与认定的标准进行比较.(3)得出结论.运用观察比较法的关键是对标准的认定和观察时要认真仔细.
例1 在美丽的西湖,小王和小张坐在同一艘游艇上正向对岸开去,小王相对于下列哪个物体是静止的
A.湖岸事宁人B.小张
C.迎面驶来的游艇D.湖岸边的树
点拨 运用观察比较法确定物体运动情况时,关键是抓住判断的依据,即研究对象相对于参照物有没有位置变化,若位置有变化,则研究对象相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则研究对象相对于参照物是静止的.
解析 由于游艇正向对岸驶去,故小王和湖岸、岸边的树相对位置在不断变化,与迎面开来的游艇的距离越来越近;而小王和小张坐在同一游艇上,他们两的相对位置都没有发生变化,保持相对静止,故以小张为参照物,小王是静止的.
答案 B
2 推理法
由已知的一个或几个判断为前提,得出作为结论的新的判断的思维过程就是推理.在推理过程中,已知的判断叫做前提,推出的新判断叫做结论——推论.真实的前提和推论之间必然的联系叫做推理依据,按照推理的思维进程方向,可分为归纳推理、演绎推理、类比推理.在物理学习中,通常采用演绎推理的方法.
例2 张强同学在光具座上做“探究凸透镜成像”的实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图1所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像.由此判断,他所使用的凸透镜的焦距是
A.一定大于20 cmB.一定在10 cm和16 cm之间
C.一定小于8 cmD.一定在8 cm和10 cm之间
点拨 解决此类题目的关键是要明确凸透镜成缩小实像时,物距大于像距,满足u>2f,f
解析 从图1中可以看出物像异侧,且能成像在光屏上,所以在光屏上形成的是实像;由于物距大于像距,故像应该是倒立、缩小的实像;又因为当凸透镜成倒立、缩小的实像时,满足u>2f,f
答案 D
3 图象法
在物理学中常用数学图象的方法,把物理现象或物理量之间的关系表示出来,将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在我们面前,具有直观、形象、简洁和概括力强的特点.用图象法解题的一般步骤是:(1)看清图像中横坐标、纵坐标所表示的物理量;(2)弄清坐标上的分度值;(3)明确图像所表达的物理意义,利用图像的交点坐标、斜率、截距及图像与坐标轴所围的面积等,进行分析、推理、判断和计算;(4)根据图像对题目中的问题进行定量计算或做出定性判断.
例3 如图2所示是某同学对两只电阻R1、R2进行测量后所得的两组数据在直角坐标系中画出的图像,由图像可知电阻R1、R2的大小关系是
A.R1>R2 B.R1=R2
C.R1
解析 根据欧姆定律I=U/R可知,在电流一定时,电压大的电阻大;在电压一定时,电流小的电阻大.因此要比较R1、R2的大小须在纵坐标上任取一点I,如图3所示,过I点作纵坐标的垂线分别交两图像于A、B两点,然后分别过A、B两点作纵坐标的垂线分别交U轴于U1、U2,由于U1
4 比例法
比例法就是在特定条件下用比例式来解题的方法.在解题过程中,根据物理公式、规律等,用比例式建立起未知量与已知量之间的关系,再利用比例性质来计算未知量.比例法在许多情况下是很方便的,只要相比的量的单位相同就可求解,无须统一换算为国际单位.
例4 有一节油车,装满了30 m3的石油.为了估算石油的质量,从中取出30 cm3石油,测得质量是24.6 g,问这节油车所装石油的质量是多少?
点拨 解决此类问题的关键是抓住题目中的不变量,以不变量为桥梁建立方程.例如当密度ρ一定时,物体的质量m与它的体积V成正比,可得比例式
m1m2=V1V2.
解析 由ρ=mV,当ρ一定时,m与V成正比,
得m1m2=V1V2,
且m1=24.6×10-3 kg ,
V1=30×10-6 m3,
V2=30 m3.
所以m2=m1V2V1=2.46×104 (kg).
答案 2.46×104 kg
5 极端法
当一个物理量或物理过程发生变化时,我们可以把问题推上极端,通过对极端情况下进行分析,从而得出一般情况下的结论.因为同一个问题特殊条件下的结论与一般条件下的结论是一致的,所以可以使抽象、复杂的问题变得直观、浅显,这种解决问题的思维方法叫做极端法,例如电流表、电压表示数的变化问题可采用此法.
例5 如图5所示的电路中,电源电压不变,当滑片P向左移动时,下列关于电流表和电压表示数变化情况正确的是
A.电流表示数增大,电压表示数减小
B.电流表示数减小,电压表示数增大
C.电流表示数增大,电压表示数增大
D.电流表示数减小,电压表示数减小
点拨 解决此类题目,首先要判断电路连接方式,再明确电表作用,最后根据电路中电阻的变化确定电流和电压的变化.
解析 图5中R与R1串联,电流表测电流,电压表测定值电阻R两端电压;然后再研究P向左移动时,直接把P移到最左端,电阻最小R1=0,此时R总最小,电路中电流最大,有了这个极值结果,过程的变化也就出来了,当滑片P向左移动时,R1减小,R总减小,故电流表示数逐渐增大,而定值电阻两端电压是随电流变化的,所以也逐渐变大.
答案 C
解答物理问题的方法不止以上这些,还有概念辨析法、假设法、逆向思维法等等,在教学中,我们应注意引导学生运用科学的方法去分析、解决问题,以提高学生的科学思维能力.我们应养成在实践中不断的探索和创新,总结各种解题方法,从而提高分析、解决问题的能力.