注意使用条件,慎用二级结论,防止思维惯性,本文主要内容关键词为:惯性论文,结论论文,思维论文,条件论文,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。
在中学物理中有好多二级结论——即经过原始公式推导出来的结论,这些二级结论非常实用,很受学生和老师的喜欢,甚至有些教师和学生把它们当成解决问题的法宝。因为在实际应用中可以说是又好又快,久而久之,学生在解题时甚至完全忘记应用这些结论的前提条件。
有人曾说过“真理再向前跨出一步就是谬误”,也就说:真理也有它的适用范围,在平时的教学中,笔者发现无论是教师还是学生都喜欢走捷径,这样一来可以说是多快好省。笔者发现近年来无论是高考还是高考模拟试卷,出卷专家出了一些专门针对这些二级结论的试题,当我们应用这些二级结论去进行解答时会发现昔日的法宝不灵了,若用了这些二级结论反而会得出错误的结果。笔者在平时的教学中整理并归纳了这类问题,以下举例说明。
一、在力学中用二级结论易错题
例1.如图1所示,一质量为m的小物块,沿高度为h倾角为θ的光滑斜面顶端静止下滑,当滑到斜面底端时,问重力的瞬时功率为多大。
二、在力学实验中用二级结论易错题
“逐差法”求加速度是一种利用纸带计算加速度的方法,也是中学生必须掌握的方法,所以也成为教师在课堂上重点讲解的方法,具体过程如下:
如图2所示,是一物体做匀变速直线运动,打出的纸带,图中的1、2、3、4、5、6、7为相邻的七个计数点。相邻计数点的时间间隔为T,请写出物体的加速度表达式a=________。
应用“逐差法”求解具体解答如下:
从以上分析可知,“逐差法”的表达式将图2中所有数据都用到了,故测得加速度的误差将变得更小一些。但是在实际实验处理中,如果学生用上式来计算加速度,反而达不到减小实验误差的目的。下面就以例2来说明。
笔者认为本题的正确解法之一是:将1、2,1、3,1、4,1、5,1、6,1、7之间的距离算出之后,算出每一段之间的平均速度,在v-t图像中描点连线从而求出物体的加速度。
三、在电磁学中用二级结论易错题
电磁感应知识中有一些有用的二级结论,例如:产生感应电流我们总结了两个条件:(1)是闭合回路;(2)是磁通量发生变化。还有像“增反减同”“来拒去留”,以及计算电磁感应现象中某一回路通过的电量可以用等等,但是如不注意使用条件,就易出错,下面就以例3、例4来说明。
例3.闭合铜环与闭合金属框接触良好,放在匀强磁场中,如图4所示,当铜环向右移动时(金属框不动)下列说法中正确的是
(A)铜环内没有感应电流,因为磁通量没有发生变化。
(B)金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化。
(C)金属框ab边中有感应电流,因为回路adfgea中磁通量增加了。
(D)铜环的半圆egf中有感应电流,因为回路egfcde中的磁通量减少了。
易错分析:对于本题A选项很容易出错,因为闭合回路产生感应电流必须同时具备两个条件,分别是:(1)是闭合同路,(2)是磁通量发生变化。若其中一个条件不满足,就不能产生感应电流。而本题A选项中铜环的磁通量确实没有发生变化,所以铜环内应当没有感应电流,但是事实是什么呢?若以abfgea为研究对象,发现磁通量增大,根据楞次定律可知abfgea中有逆时针电流,即在铜环左半部分电流方向为f→g→e,同理可知在右半部分有顺时针方向的电流,即在铜环的右半部分电流方向为f→h→e,说明铜环中是有感应电流的,那么问题出现在哪儿呢?我们回顾一下原文表述是:闭合电路中磁通量发生变化,产生感应电流。仔细思考这一句话的意思是:闭合回路,如果回路中磁通量发生变化,则在回路中会产生感应电流,而本题中铜环的磁通量没有变化,铜环中却有感应电流,是不是说书中的表述有误呢?再看看我们会发现铜环中虽然有电流,却没有闭合的感应电流。由此可知,若将A选项中表述为:铜环中没有闭合的感应电流,是因为磁通量没有发生变化。则是正确的。
本题正确选项为(C)、(D)。
例4.(2011年上海高考第23题)如下页图5,宽度为L=0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4 T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布。将质量m=0.1 kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并与框架接触良好。以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标。金属棒从=-1 m处以=2m/s的初速度,沿x轴负方向做a=2的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:
(1)金属棒ab运动0.5 m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
正确解答如下[(1)、(2)略]:
四、在电学实验中用二级结论易错题
(1)设计出实验电路,画出设计的电路图。
(2)按设计的电路图把图6中仪器连接起来。
(3)写出主要的操作步骤:________。
(4)实验中计算灯泡额定功率的表达式为________。
(必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示)
因其阻值没有给出具体的数值,如果这样做,反而带来了由于设计而带来的误差。本题由于用了两个电流表,所以经过灯泡的电流就是经过两电流表数值的差值,而灯泡两端的电压就是U=。由以上可知,本题根本就不存在系统误差,也就没有内接法、外接法的选择,也就只有一种解法。
本题正确答案:(1)如图7所示。(2)如图8所示。
(3)、(4)解答略。
小结:通过以上举例分析,不是说这些“二级”结论不好、不能用,而是说在使用前要作必要的判断,看题意是否满足使用这些结论的条件。教师一定要讲清楚应用这些结论的前提条件。不仅新授课时讲,在平时的习题训练讲解中也要经常提醒学生不要盲目使用这些结论,在使用这些结论前要进行必要的判断,判断是否满足使用条件,同时在平时的练习中也要有意设计一些专门针对“二级结论”的问题,故意让学生做出错误的解答,掉进设计的“陷阱”,从而促进学生对这类问题的思考和判断。