高中物理教学提升学生能力的两个着力点

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学生能力的培养和科学素养的提升是高中物理教学的一个重要目标.高中学生感觉物理难学、物理习题难解.为什么会这样呢？如何提高学生解决物理问题的能力呢？本文结合具体的教学实践，就该话题进行简单的分析，望能有助于教学实践.

一、注重建模――抓物理问题的本质

步入高中，和初中物理有很大的区别，物理“模型”的提出让我们对实际物理问题研究更具有辩证性和逻辑性.物理模型是在抓住主要因素、忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流.建立物理模型是一种科学的研究方法和思维方法，它的运用有助于学生思维品质的提高，建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力，使学生对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了.同时，在不同的章节里模型又存在联系.例如，高中物理有很多运动的模型如：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、一般曲线运动等，而这些模型不仅存在于重力场中，在电场、磁场、或电磁感应的章节中同样存在.虽然运动模型的背景不同，甚至形式都有所不同，但是实质上受力特点和运动规律是相同的，解题的思路和方法都是相通的.下面以球压弹簧模型为例进行分析.

1．物理模型――小球压轻弹簧

例1如图1所示，一轻质弹簧竖直放在水平地面上，小球A由弹簧正上方某高度自由落下，与弹簧接触后，开始压缩弹簧，设此过程中弹簧始终服从胡克定律，那么小球在压缩弹簧的过程中，以下说法中正确的是（）.

A.小球加速度方向始终向上

B.小球加速度方向始终向下

C.小球加速度方向先向下后向上

D.小球加速度方向先向上后向下

本题将弹簧模型和变速直线运动相结合，分析各段小球的受力和弹簧形变的大小，由胡克定律可得弹力大小的变化，从而可知合力大小的变化，根据牛顿第二定律可以判断加速度大小和方向的变化.如图2所示，设B点为小球与弹簧的接触点，C点为重力与弹力平衡位置，D点是运动的最低位置，对运动过程进行分析：从A-B：自由落体；从B-C过程：小球和弹簧接触后，小球受到重力和弹力，在这个过程中FNG，合力方向向上，加速度方向向上，FN-G=ma，随着FN的不断增大，小球做加速度不断增大的减速运动一直至速度为0，到达最低点D点，加速度达到向上的最大值；所以正确答案选C.

2．原始物理问题――蹦极运动

例2“蹦极”是一项刺激的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下.在某次蹦极中，弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图3所示，其中t2、t4时刻图线的斜率最大.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计.下列说法正确的是().

A．t1～t2时间内运动员处于超重状态

B．t2～t4时间内运动员的机械能先减少后增大

C．t3时刻运动员的加速度为零

D．t2时刻运动员具有向下的最大速度

本题是将蹦极模型和超重失重相结合，根据F-t图和运动特点，在t1~t2过程中加速度方向向下不断减小，处失重状态.速度却不断增大，弹性绳形变量增大得越来越快，所以弹力F随时间增大越来越快，当弹力等于重力时，速度达到最大值，F增大的最快，此时刻图线的斜率最大.之后由于做减速运动，所以F增大的越来越慢.在t2～t4时间内只有重力和弹力做功，所以运动员的机械能守恒.排除A、C、D，所以选D.

上述两个物理问题，虽然从形式上看不一样，但是物理模型的本质是相通的，运动的受力特点和解题的方法可以进行相

（2）习题课

进行课前调查，了解学生完成情况及存在的突出问题；对问题进行合理的归类并找出问题的根源；分类讲解，以点带面；对突出问题进行巩固落实.

讲评前：要认真评阅试卷；要对学生得失分情况进行统计汇总，确定讲评重点；要定出补救措施，设计好针对训练题；要将试卷提前发给学生，要求学生初步订正错题，分析错因.讲评时：应详略得当，重点突出；善诱思维，积极思考；讲评后：巩固成果；课后反思；课余个别辅导；考试后做一份答题板.

（3）实验复习课

讲清实验原理、实验目的、需要获得哪些数据，应作哪些测量，选择哪些仪器、操作过程中需要注意的事项、重视实验数据分析和数据处理方法（平均值法和图象法）、图象的物理意义是什么？为什么采用“化曲为直”？

实验结论和误差分析；加强实验操作，提高动手能力；掌握设计实验的思想的方法，提高创新能力；关注新课程，用探究性实验培养科学教研能力.

总之，高考物理测试强调的是基础，考查的重点是能力和素质，只要能在复习备考中注意夯实基础、联系实际、重视实验、培养能力，就一定能在高考中取得满意的成绩.

互迁移.形异质同的运动模型在不同的情境当中经常出现，这就需要透过现象看本质，抓住本质的受力特点和运动特点，这样就可以举一反三，不再受题型变幻的制约了.

二、注重作图――抓解决问题的方法

作图是分析物理问题的重要抓手，它能将复杂、抽象的思维过程转化为简单、直观的形象过程，缩短解题时间，达到事半功倍的解题效果.我们在物理教学过程中应注重引导学生作图.

1．示意图――让答案跃然于纸上

例3两个物块A、B叠放在水平面上如图4所示，现一水平拉力F作用于A，已知A、B没有相对滑动，一起向右匀速运动.试分析地面对A的摩擦力大小和方向，A对B的摩擦力大小和方向？

分析对于这个问题，地面对A的摩擦力，学生运用整体法和平衡很快可以得出正确的答案，地面对A的摩擦力大小Ff=F,方向水平向左.但是对于A、B之间摩擦力的判断，许多学生凭感觉想当然很容易出现错误，那怎么办呢？笔者认为可以要求学生将自己认为正确的受力图画出来，如图5、图6所示，从受力图出发学生很容易发现问题，两种情况B都会加速运动与题意匀速运动相矛盾，所以A对B的摩擦力为0，这样问题自然解决.

例4如图7所示，一人(质量m1=60 kg)，站在一个磅秤上，现在他用一轻绳跨过定滑轮提一重物（质量m2=5 kg），已知，该重物在拉力作用下以大小为2 m/s2的加速度匀加速上升，忽略一切摩擦，试计算此时磅秤的读数(g=10 m/s2).

评析这是一道“牛顿运动定律”习题，要求是磅秤的读数？这个读数为人对磅秤的压力，对磅秤进行受力分析的话，显然缺少太多的未知量而无法求解，怎么办呢？从牛顿第三定律出发，“人对磅秤的压力”与“磅秤对人的支持力”是作用

力和反作用力，因此可以将研究对象进行转化，取人m1作为研究对象进行受力分析，受力分析如图8甲所示，得到平衡式N+F=m1g，从未知量分析，要想得到支持力N，必须求绳子的拉力F，很自然地过渡到对m2的分析，受力分析图如图8乙所示，列出牛顿第二定律方程F-m2g=m2a，两式联立就可以完成求解.本题答案磅秤的读数为540 N.

在力学问题尤其是受力和运动过程的分析时，作示意图能够让过程、答案清晰地呈现.

2．函数图象――理顺物理量之间的联系

物理学中通常会利用数学的函数图象来表达物理的规律，这样既省去了大量的文字描述，又直观、简洁.如果学生不能将物理表达式和图象相结合，解题时不知所以然，会出现很大的麻烦.

例5小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图9所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是().

A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B.对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2

C.对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2-I1

D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

分析线性元件对应的伏安特性曲线是斜直线，直线的斜率K=I/U，物理意义是电阻的倒数.对于非线性元件来说，伏安特性曲线是曲线，任意一点对应坐标的比值Ｋ＝Ｉ/U，是割线的斜率，而物理意义也是电阻的倒数.不是过该点切线的斜率，两者有区别.但任意一点对应坐标的乘积P=UI的物理意义是元件的实际功率，这个结论对两种元件都适用.

本题坐标的比值等于电阻的倒数，随着电压的增加割线的斜率越来越小，电阻逐渐增大，所以A选项正确，B选项正确.因为是非线性元件，欧姆定律不在适用，所以切线的斜率不等于电阻的倒数，C选项错误.坐标的乘积代表实际功率D正确.本题正确答案是ABD

点评本题即为伏安特性曲线的数形结合考查，根据R＝U1I2，得出图象上点的坐标比值为电阻倒数，根据P=UI得出图象上点的坐标的乘积为实际功率.

除了分析函数图象外，我们在教学过程中还可以引导学生自己通过做图象来分析物理问题，实现解题能力的提升.

例6一个物体做匀变速直线运动，已知在时间t内通过的位移为s，它在中间位置处的速度为v1，在中间时刻时的速度为v2，则v1和v2的关系为 ().

A.当物体作匀加速直线运动时，v1>v2

B.当物体作匀减速直线运动时，v1>v2

C.当物体作匀加速直线运动时，v1

D.当物体作匀减速直线运动时，v1

如果学生用公式法进行解析，要进行综合分析，由匀变速直线运动的规律列关系式，再用数学知识求解，耗时长，而且容易出错，如果引导学生从匀变速直线运动的速度时间图象出发，给学生以思维的提示、思路的暗示、帮助学生有效的确定解题的方向.提示学生分别做出匀加速、匀减速的v-t图象，如图10所示，答案一目了然.本题正确选项应为AB.应用图象解题有效巩固了匀变速直线运动的规律，在提高学生解题能力的同时也增强了学生思维的缜密性.