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高中物理换角度解题的弊

编辑:sx_wangha

2013-12-12

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全日制普通高级中学课程计划中强调要注重学生对知识的综合理解,运用所学知识综合解决问题的能力。所以老师们在课堂教学中应注意开拓学生的思维,鼓励多角度、全面的去掌握知识。高中物理知识的结构牵连性很强,如牛顿运动学理论和能量方法有时可以得到相同的结论,很多问题可以殊途同归。老师在教学时也会经常指导学生一个问题用不同的方法去解决。
        例如天津市2008年学业水平考试中有这样一道题:
        民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生出一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地上。若斜面高h=3.2m,斜面长L=4.0m,60kg的人由静止滑至气囊底端时的速度大小m/s,人沿气囊下滑时所受到的阻力是多大?(g取10m/s2)
        (1)请用牛顿运动定律和运动学公式解答本题;
        (2)请用动能定理解答本题。 

        用这两种方法计算都能得出结果,可谓是殊途同归。它们从不同的角度解决了同一个问题,考查了学生灵活掌握知识以及运用知识解决问题的能力。
        但是在教学中发现,并不是所有问题都可以换方法、换角度的。换种方法有时虽然可以得到相同的结果,可是究竟是不是正确的还有待进一步考证。这样的问题不在少数,应给予特别重视。以下是在教学过程中遇到的几种情况。
        例1  某人以v0=4m/s的初速度将质量为m的小球水平抛出,小球落地的速度为vt=6m/s,g=10m/s2,求:小球抛出时离地面的高度。
        本题可以由机械能守恒定律来解:,等式两端同时消去m后代入数据得h=1m,这种方法毫无疑问是正确的。
        但是有一部分学生利用的是另外一种方法,用运动学公式,同样可以得到x=1m,两种解法的答案是一样的。这种解法是正确的吗?这是个值得探讨和澄清的问题。这个公式是在解决匀变速直线运动问题中用到的,经常在已知条件不含时间的情况下,用它求位移、初速度或者末速度。乍一看来本题也是求位移,貌似可以用公式来解。可是就其公式内涵来讲,就解释不通了。此公式在新课标人教版教材必修1中,是由匀变速直线运动速度公式和位移公式,两式同时消去时间t得到的。

此公式仅仅适用于匀变速直线运动,而本例题描述的是平抛运动,属于曲线运动,不符合公式的适用范围。用解出来的答案只是个“巧合”,没有物理意义,是错误的。另外斜抛运动,类平抛运动(如带电粒子在匀强电场中的偏转运动)中,也存在这样的问题。为了不引起学生的混淆,应强调公式的适用范围是:匀变速直线运动,在自由落体运动和竖直上抛运动中都是可以应用的,但在平抛、斜抛或类平抛等加速度恒定的曲线运动中要特别慎重,以防发生错误。
        

标签:物理学论文

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