韋葉平
摘要:《江蘇高考考試說明》每年都有微調(diào),特別是2008年同往年相比,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求上有很大變化,但力學(xué)知識(shí)的重要性仍有增無減。筆者就蘇錫常鎮(zhèn)高三第一次模擬考試的一道力學(xué)試題為例,淺談了該題的解題思路和難點(diǎn)分析,并探討高三物理沖刺階段的復(fù)習(xí)策略。
關(guān)鍵詞:試題解析;復(fù)習(xí)策略;知識(shí)網(wǎng)絡(luò);形似神似;拓展歸一;探究能力
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2009)4(S)-0044-3
1 試題解析
例1(一模第16題) 如圖1所示,質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑水平面上,在小車右端施加一水平恒力F=8N。當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到3m/s時(shí),在小車的右端輕輕放上一質(zhì)量m=2kg的小物塊,物塊與小車的動(dòng)摩擦因素μ=0.2,小物塊始終不離開小車,問:
(1)小車至少要多長?
(2)從小物塊放在小車上開始計(jì)時(shí),經(jīng)過3s時(shí)間,摩擦力對(duì)小物塊做的功W璮和拉力F對(duì)小車做的功W璅分別是多少?
解析 該題總分是14分。筆者對(duì)全班學(xué)生的得分情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),平均得分僅有7.6分。對(duì)學(xué)生的個(gè)案分析得出:考生對(duì)該題容易上手,但又易失手。通過和同行的交流,筆者認(rèn)為要正確解答此題,學(xué)生要過四關(guān)。
第1關(guān):對(duì)牛頓第二定律F合=Ma的理解。考生在正確進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上,須給出小車的合外力以及合外力與小車質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系才能準(zhǔn)確求得小車的加速度。統(tǒng)計(jì)得出有6.7%的學(xué)生在這一步上栽跟頭,錯(cuò)誤的原因在于基本概念不清晰。
第2關(guān):對(duì)“第一問”中“至少”的理解。如果考生分析出臨界條件是二者速度相等,然后以共同的加速度作加速運(yùn)動(dòng),則該小題便迎刃而解。至此,第一小題滿分是7分,拿滿分的學(xué)生僅有78.3%。參考答案如下:
第4關(guān):計(jì)算“功”的方法的靈活運(yùn)用。這里涉及到求“功”的方法有兩種。其一,直接利用定義式進(jìn)行計(jì)算,拉力、滑動(dòng)(靜)摩擦力在各個(gè)階段均是恒力,此方法可用;其二,利用動(dòng)能定理W總=ΔEK求解。兩種方法都可以得出正確的答案,但靈活運(yùn)用可以節(jié)省考生的時(shí)間,達(dá)到高效解題的目的。
求摩擦力(含滑動(dòng)、靜摩擦力)對(duì)物塊做的功用“動(dòng)能定理”較簡(jiǎn)捷。物塊在運(yùn)動(dòng)過程中僅有摩擦力做功,其值等于物塊動(dòng)能的變化量。求拉力做的功時(shí),若對(duì)小車用動(dòng)能定理,則不僅有拉力做正功,還有物塊對(duì)小車的摩擦力做負(fù)功,而且對(duì)滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力做功要分階段求解,較復(fù)雜。不妨直接根據(jù)定義式,只要求出小車的位移即可。筆者認(rèn)為,第四關(guān)是本題的升華,學(xué)生在算對(duì)的前提下,能靈活運(yùn)用這兩種方法進(jìn)行求解的僅有8.3%。教師在講評(píng)時(shí)不能僅限于得到正確的答案,更要注重培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣,在有效的時(shí)間內(nèi)提高解題的正確率。參考答案如下:
2 高三物理復(fù)習(xí)策略探討
近年物理高考試題的命題方向逐漸由“知識(shí)立意”向“能力立意”轉(zhuǎn)變。除了《考試大綱》中要求學(xué)生掌握的理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ν猓€考查到學(xué)生對(duì)外來信息的搜集、整理、分析、處理能力,建立物理模型的能力,運(yùn)用已有知識(shí)解決新問題的能力以及語言文字表達(dá)和數(shù)學(xué)表達(dá)能力等等。因此,在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)的過程中,掌握一定的方法非常必要。
2.1 歸納總結(jié),構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
物理復(fù)習(xí)不是機(jī)械地、重復(fù)地瀏覽已學(xué)過的知識(shí)。如果說高三物理第一輪復(fù)習(xí)以打好基礎(chǔ),全面復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)為主,那么第二輪復(fù)習(xí)要突出知識(shí)的橫向聯(lián)系,突出知識(shí)的延伸和拓展,要在全面復(fù)習(xí)、重點(diǎn)探究的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),形成良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有知識(shí)存貯準(zhǔn)確、提取遷移快速等特點(diǎn),在解決具體問題時(shí),只要觸及一點(diǎn),就能通過聯(lián)想,迅速形成一個(gè)相關(guān)的知識(shí)群,有利于學(xué)生全面、多角度觀察分析問題,從而為從多種途徑解決問題提供了可能。如對(duì)力學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)建構(gòu)如圖2的網(wǎng)絡(luò),其中,運(yùn)動(dòng)學(xué)中“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”又可以歸納成圖3的形式。
2.2 區(qū)分“形似”問題,同化“神似”情境
有些問題或模型看起來是相似的,但是它們卻有著根本的不同。因?yàn)椤靶嗡啤保识鴺O易混淆,在復(fù)習(xí)時(shí)要加以重視,做好對(duì)比區(qū)分,同中求異。如“形似”問題有地面上隨地球運(yùn)動(dòng)的物體、近地衛(wèi)星及一般衛(wèi)星;動(dòng)能變化、勢(shì)能變化與機(jī)械能變化的量度;“倫琴射線管”和“光電管”等;又如豎直面內(nèi)變速圓周運(yùn)動(dòng)的兩類模型,過山車(圓環(huán))與水流星模型、桿與管模型是“神似”,而這兩大類之間又是“形似”。
也有些問題或模型,看起來是風(fēng)馬牛不相及,但有著內(nèi)在聯(lián)系,本質(zhì)或規(guī)律是相似的,甚至是相同的。這類問題,要注意知識(shí)的遷移,做好異中求同,以便于更好地理解與掌握。如:電勢(shì)能變化與重力勢(shì)能變化(如圖4),電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)弱的表示方法;玻爾“氫原子模型”與衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng);動(dòng)量部分多種形式的“二合一”場(chǎng)景等。
2.3 精講精練,加強(qiáng)“拓展”和“歸一”訓(xùn)練
傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往是“講、練、考、評(píng)、改”,這種方法可能會(huì)達(dá)到向大量習(xí)題要分?jǐn)?shù)的目的,但在新課程理念下,高考越來越注重能力的考察,注重聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際。這種靠撒大網(wǎng)來提高覆蓋率的辦法已行不通。
在高三復(fù)習(xí)過程中,應(yīng)加強(qiáng)“拓展”和“歸一”訓(xùn)練,做到精講精練,使學(xué)生能觸類旁通、舉一反三。所謂“拓展”是指“一題多解、一題多變”。一道題目從不同角度,用不同方法去思考可以拓寬學(xué)生的解題思路,增加思維的敏捷性,加深對(duì)物理過程的理解,提高學(xué)生靈活運(yùn)用各種知識(shí)解決問題的能力。“一題多變”是一道習(xí)題通過條件變換、因果變換等,使之變?yōu)楦嘤袃r(jià)值、有新意的新問題,使更多的知識(shí)得到應(yīng)用。這也是新課程倡導(dǎo)的創(chuàng)新理念,源于課本,而不拘泥于課本。
“歸一”即是“多題歸一”,就是將各種習(xí)題歸類分析,把握其共同的物理本質(zhì)。很多習(xí)題,雖然題型各異,研究對(duì)象不同,但問題實(shí)質(zhì)相同,如能對(duì)這些“型異質(zhì)同”或“型近質(zhì)同”的問題,歸類分析,抓住共同本質(zhì)特征,掌握解答此類問題的規(guī)律,不僅能加深對(duì)概念規(guī)律的理解,而且能弄通一題,旁通一批,達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果,從而擺脫“題海”的束縛。
2.4 注重實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生探究能力
實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),是高考必測(cè)內(nèi)容之一,也是學(xué)生最薄弱的一項(xiàng)。分析近年的高考實(shí)驗(yàn)試題,幾乎都不是課本上的原有實(shí)驗(yàn),但都是在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的,所以平時(shí)復(fù)習(xí)要注重將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展。2008年江蘇《考試說明》要求學(xué)生掌握的實(shí)驗(yàn)有7個(gè),其中電學(xué)實(shí)驗(yàn)僅有2個(gè)(決定導(dǎo)線電阻的因素、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻)。這減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān),考查的面小了;但從另外一個(gè)角度講,對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求提高了,要求學(xué)生將教材中實(shí)驗(yàn)的原理、裝置、操作、數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行遷移,這能夠較好地鑒別學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和遷移能力。下面,筆者以2008年蘇錫常鎮(zhèn)高三一模的一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)為例加以說明。
例2(一模第11題) 現(xiàn)要盡可能精確地測(cè)量一量程為3V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻約5000Ω)。(1)需要哪些實(shí)驗(yàn)器材?請(qǐng)寫出主要器材的規(guī)格,畫出實(shí)驗(yàn)電路圖并簡(jiǎn)要敘述測(cè)量電壓表內(nèi)阻的方法。(2)略。
解析 閱卷過程中,涉及到合理的解法有8種,現(xiàn)列舉3例。
(1)伏安法。需要的器材有:毫安表(量程是1mA)、電源(電動(dòng)勢(shì)為3V)、開關(guān)、導(dǎo)線。原理圖如圖5。
(2)替代法。需要的器材有:最大阻值為6000Ω左右的變阻箱、毫安表(量程是1mA)、電源(電動(dòng)勢(shì)為3V)、開關(guān)、導(dǎo)線。原理圖如圖6。
(3)半偏法。需要的器材有:最大阻值為6000Ω左右的變阻箱、毫安表(量程是1mA,不計(jì)內(nèi)阻)、電源(電動(dòng)勢(shì)為3V,不計(jì)內(nèi)阻)、開關(guān)、導(dǎo)線。原理圖如圖7。
比較上面三種方法,第一種最簡(jiǎn)單。但筆者對(duì)所教班級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),想到用這種方法的僅有16.7%,其中完全正確的只有60%。學(xué)生在答題時(shí)沒有意識(shí)到測(cè)電阻最基本的方法是“伏安法”,也沒有想到“電壓表的電壓自己量”。用這種方法而錯(cuò)誤的學(xué)生主要是沒有考慮到電流表的量程。這啟示我們既要重視教材中課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn),又要在此基礎(chǔ)上有新的拓展和提高,有意識(shí)地設(shè)計(jì)一些探究性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生操作和訓(xùn)練,但關(guān)鍵應(yīng)讓學(xué)生親自動(dòng)手獨(dú)立地完成每個(gè)實(shí)驗(yàn),包括明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法;能控制實(shí)驗(yàn)條件,會(huì)使用儀器,會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出正確結(jié)論;了解誤差和有效數(shù)字的概念,會(huì)獨(dú)立地寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。我們應(yīng)徹底糾正“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)偏見,從根本上來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力。
(欄目編輯陳 潔)