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借助等效方法, 培养学生能力
北京市八一中学杨清源
本文发表于 2008年7月
《物理通报》第7期第P21-23
一、问题的提出
二、等效方法的实质
三、等效方法的实例
四、小结
交流汇报内容
随着课程改革的逐步深入,培养学生能力成为教师的最主要任务之一,这就需要教师教给学生更多的解决问题的方式方法,对学生进行思维训练,而不仅仅是知识。
一、问题的提出
中学物理是以实验为基础的自然学科,在中学物理教育教学中应该注意渗透方法教育。物理学研究中常用的方法有很多,如分析与综合,归纳与演绎,类比,等效代替等等。
1、课改背景
2、学科特点
在中学物理学习中,有很多情况可以采用等效方法来解决问题。采用等效方法解决问题,不仅可以使问题变得更加简单、方便,提高效率和正确率,可以使学生临危不惧,灵活多变,思维敏捷,还可以培养学生的创新能力和创造能力,这不正好是我们教育所需要的吗?
3、培养能力
其一、两个不同的物理过程在某一方面有共同性或相同结果,在解决其中一物理过程的某个方面的问题时,就可以用另一物理过程代替它,从而获得较为简便的解决方法。
其二、我们平时常说的“相当于”,指人为地选择较为简便的处理方法去处理一些物理过程,以获得某方面相同的结果,但并不涉及物理过程的物理实质。
当然,我们所说的等效,只是某一意义上的等效,效果相当而已,并不是这两个过程全部都一样。
二、等效方法的实质
A
B
图1
一、等效方法在牛顿定律中的应用
例:如图1,质量为mA的物体A被一根轻弹簧挂在天花板上,A下面再用绳子挂着质量为mB的物体B,系统处于静止状态,今剪断AB之间的绳子,则剪断绳子的瞬间,A物体的加速度大小和方向如何?
三、等效方法的实例
分析:由题意知,绳断后瞬间A的合力等于弹簧弹力减去A的重力,而求弹簧弹力还须分析绳断之前AB系统的受力情况或者分别分析A、B的受力情况。
另解:绳断前后瞬间A所受的重力和弹簧弹力不变,而变化的只是拉A的绳子拉力,由绳断前的mBg变为0,即相当于A只是少了一个拉力而已,所以A的合力也就由断前的0变为mBg,且方向向上。
A
B
图1
答:绳断后瞬间,A的加速度方向向上;
大小a=mBg/mA
说明:虽然此题不难,但解题中的等效方法值得回味。
A
B
C
图2
引申:如图2,小球C用弹簧AC和细绳BC悬挂在空中处于静止状态,其中细绳水平,当剪断细绳BC瞬间,球C的加速度方向如何?(答:水平向左)
l
O
θ
E
O′
A
mg
qE
F合
θ
x
引申:粒子在复合场中的受力分析
二、等效方法在运动学中的应用
L
Y
l
v0
O
A
图3
例:如图3,水平放置的平行金属板的板长l=4cm,板间匀强电场的场强大小E=104N/C,一束电子以初速度v0=2*107m/s垂直电场进入板间,从板的中间到竖立的荧光屏的距离L=20cm,求电子打在荧光屏上的光点A的偏转距离Y。