物理问题思维方式障碍形成探析,本文主要内容关键词为:探析论文,思维方式论文,障碍论文,物理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
中学物理涉及许多科学思维方法,由此产生的解题方法与解题技巧很多,具体应用中由于思维方式的不完善,研究对象确定的盲目性,研究过程分析的不合理,研究因素认同的不准确等原因造成错解,以致学生的知识水平不能完全地展现,从而使问题不能认识或不完全认识。主要体现以下几个方面:
一、有条件问题无条件化
对物理概念与物理规律“度”的认识引起的错误,使概念、规律的条件得到无限推广,超出了它们应用的范围,或者问题中的条件对物理过程的限制被遗漏,从而造成错误。解决方法是加强对概念、规律的理解,掌握它们外延与内涵的本质,达到准确理解。
即,即答案为选项C、D。
点评 碰撞问题常要考虑三个方面:动量是否守恒,能量是否增加,是否符合实际情况。该题的错解中前两个都已经考虑,却忽略了第三点:甲球追乙球,碰前甲球速度大于乙球,碰后甲球速度小于等于乙球的事实。因此,在应用概念规律时还要同实际物理情景结合。
二、物理问题数学化
求解问题时忽略物理量与物理规律的物理意义,按照所列方程与方程组的数学过程求解,得到与实际过程相违背的错误结果。应对策略是加强物理过程的实际现象再现分析,理解实际条件的限制。
点评 本题错解的原因是没有考虑物体的实际运动,将两物体A、B的运动时间当成相同,实际上物体A落地时B物体已经停止。在解决问题时将物理问题纯数学化了,而忽视了其具体的物理意义。物体B在摩擦力作用下做减速运动,要注意运动时间与所给的时间是否相同。
三、理性问题感性化
对物理问题缺乏深入思考,只按生活经验与知识结构的印象解决问题,从而造成错误。应对策略是分析问题时要找到准确的物理规律为依据,防止似是而非的主观臆断。
例3 物块在光滑曲面上的P点自由滑下,通过粗糙的静止传送带后落到地面上的Q点,若传送带上的皮带轮逆时针转动,使传送带随之运动,如图2所示,再把物体放到P点自由滑下,则()
A.物体将仍落到Q点
B.物体将会落到Q点的左边
C.物体将会落到Q点的右边
D.物体有可能落不到地面上
图2
错解 皮带逆时针转动起来后物块相对皮带的运动速度增大,其受到的摩擦力随之增大,物块在皮带上运动时的加速度增大,或虽加速度不变,但物块运动的位移增大了,所以到达皮带末端时速度变小,选项B正确。
点评 有些问题解决时往往以生活经验为基础,干扰了对物理规律的正确理解。实际上滑动摩擦力的大小取决于动摩擦因数与压力,与相对运动程度无关。物块的运动以地面为参考系,在皮带上的位移均为皮带长。应用运动规律时要避免无关因素的干扰。
正解 正确答案为选项A。由于滑动摩擦力的大小和物体与传送带之间的相对运动速度没有关系,物块在皮带上运动时的加速度一样,所以前后两次物块在皮带上相对地面的位移相等,运动过程是一样的。
四、具体问题模型化
遇到常见相似模型,受到思维定势的干扰,不能够全面、深入地分析过程及相关条件,只按常见规律套用具体模型的处理方法,形成错误。应对策略是全面分析物理过程实质与实际受力与运动情况,再对问题进行求解。
例4 如图3所示,倾角为60°的光滑斜面体上有一质量为2kg的小球被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上。当斜面体以10的加速度向右做匀加速直线运动时,绳对小球的拉力为多大?(g=10)。
点评 错误原因是没有分析斜面向右运动时,小球会脱离斜面,应先判断这种状态下小球与斜面是否还在接触,即绳子是否与斜面继续平行。注意实际运动情况与直接分析结果是否相符。
正解 球对斜面刚好无压力时,细绳与斜面平行,小球只受重力mg与细绳的拉力的作用,如图5所示,由牛顿第二定律与平衡条件,得
得小球所受细绳拉力,拉力方向与水平方向夹角θ=45°。
五、分类问题简单化
例5 半径为及的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶的最低点,如图7所示。小车和小球以速度v向右做匀速运动。当小车遇到障碍物突然停止,小球在圆桶中上升的高度可能为()