論一題多解在高中物理解題中的應(yīng)用

張忠厚

摘 要：一題多解主要是指針對(duì)同個(gè)題目，構(gòu)建不同物理模型，或從不同角度加以分析，應(yīng)用不同解題方法解決問(wèn)題.在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，嘗試對(duì)物理題目進(jìn)行多角度分析，這樣既能回顧和應(yīng)用已掌握的物理知識(shí)，還能深刻理解物理題目所蘊(yùn)含的信息.教師能通過(guò)在物理解題訓(xùn)練中，利用一題多解教學(xué)方法，使學(xué)生熟練掌握物理知識(shí)，積累大量的解題技巧，拓展學(xué)生解決物理問(wèn)題思路，達(dá)到舉一反三的學(xué)習(xí)效果，有效強(qiáng)化高中物理解題教學(xué)工作的效果.

關(guān)鍵詞：一題多解;高中物理;應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2022）25-0116-03

高中物理習(xí)題復(fù)雜困難，據(jù)此，教師經(jīng)常會(huì)將典型習(xí)題予以歸類，為學(xué)生熟悉經(jīng)典物理題型提供參考依據(jù).但該方式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生形成固定思維，所以，為強(qiáng)化高中學(xué)生物理解題能力，教師要增強(qiáng)一題多解在物理解題中的應(yīng)用.

1 一題多解的實(shí)質(zhì)

1.1 一題多解概述

一題多解實(shí)質(zhì)就是等效思想的體現(xiàn)，用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言描述，就是能利用多種解決方法達(dá)成同一個(gè)目標(biāo).物理學(xué)科屬于自然學(xué)科，物質(zhì)的基本構(gòu)造和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即是物理學(xué)科所要研究的主要內(nèi)容.因此，同樣的物理現(xiàn)象可能要利用多個(gè)物理學(xué)規(guī)律，應(yīng)用各種物理量最終得到一致結(jié)果，這就是物理學(xué)中的一題多解.解決物理學(xué)問(wèn)題通常需要三個(gè)步驟，一是選用正確的物理學(xué)模型，二是構(gòu)建對(duì)比數(shù)學(xué)模型，三是采用數(shù)學(xué)方法解決物理難題.相同的物理學(xué)問(wèn)題，即能通過(guò)利用多種數(shù)學(xué)表現(xiàn)形式，構(gòu)建成多種正確解題方法.若要解決物理學(xué)問(wèn)題，就要利用物理公式，根據(jù)掌握的物理知識(shí)，書(shū)寫(xiě)正確的物理方程式，然后把題目給予的條件帶入到物理方程式中，以此求出正確的物理答案.面對(duì)同個(gè)物理學(xué)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即思考所要運(yùn)用的物理規(guī)律和解題方法，并同時(shí)尋求其他思維方式，探尋其他解題思路.例如：盡管已經(jīng)知道其中的結(jié)論，但依然要尋找所蘊(yùn)含的原則，此時(shí)就要從結(jié)論著手，將所有可能的原因詳細(xì)分析，然后將物理題目給予的條件結(jié)合，借此判斷出哪個(gè)才是合適的原因.此外，還能從其他可能的條件著手，根據(jù)已有條件推斷出其他結(jié)論，然后將得出的結(jié)論和題目所給的結(jié)論對(duì)比，判斷最終得出的條件是否正確，這就是經(jīng)過(guò)不同思維方式所形成的一題多解.

1.2 一題多解實(shí)質(zhì)分析

首先，在利用物理規(guī)律實(shí)現(xiàn)等效的過(guò)程中，由于物理學(xué)具有相應(yīng)的規(guī)律，在不同規(guī)律和變量調(diào)整下，能夠得到統(tǒng)一結(jié)果，達(dá)成一題多解的目的.

其次，利用數(shù)學(xué)方式達(dá)到等效效果.數(shù)學(xué)對(duì)于物理問(wèn)題有著非常良好的解答效果，使用數(shù)學(xué)方法解答物理題目能夠提高整體的計(jì)算效率.在解決物理問(wèn)題時(shí)，可以使用公式變換和畫(huà)圖數(shù)據(jù)方式幫助解答問(wèn)題.

最后，思維方式的等效性，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考的過(guò)程中，不同的思維方式的難易程度有一定的差距，因此在分析時(shí)，需要對(duì)其中有用的條件進(jìn)行分析，進(jìn)一步得到相應(yīng)的結(jié)果.通過(guò)多種方式進(jìn)行解題后，能夠幫助學(xué)生更快地了解題目中不同條件的作用，提高對(duì)題目的分析速度，進(jìn)而找到最簡(jiǎn)單的分析方法，提高做題效率.

2 一題多解在物理學(xué)中的意義一題多解就是利用各種解題方式、思維方式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，探尋出物理問(wèn)題的正確答案.這些解決物理問(wèn)題的解題方法，在某程度上也將物理規(guī)律和數(shù)學(xué)方法間的緊密聯(lián)系反映了出來(lái).因此，要積極運(yùn)用一題多解教學(xué)模式，借此豐富學(xué)生的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化其物理思維能力，激發(fā)物理解題創(chuàng)新和發(fā)散思維能力.

3 一題多解在高中物理解題中的應(yīng)用

3.1 注重一題多解的應(yīng)用

開(kāi)展高中物理習(xí)題教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師要利用一題多解教學(xué)方法，教會(huì)學(xué)生構(gòu)建物理觀念，學(xué)會(huì)注重整體簡(jiǎn)化中間量，有效提高物理解題效率.依靠此種方法，能使物理解題更加簡(jiǎn)便，提高物理解題速度.例如：教師講解人教版物理教材內(nèi)容中的物理習(xí)題時(shí)，又另外為學(xué)生出了以下題目：有一個(gè)光滑的軌道呈半圓形，將半圓形軌道放置到水平的地面上，使半圓的直徑與地面呈垂直關(guān)系，物塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并伴隨著沖力從軌道上端水平飛出，而物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離，與軌道半徑有關(guān)，此距離最大時(shí)求對(duì)應(yīng)的軌道半徑為（? ）.

A.v216g B.v28g C.v24g D.v22g

解法1 物塊第一階段到軌道后的圓周運(yùn)動(dòng)僅有重力做功，由動(dòng)能定理可得：-mg×2r=12mv2上-12mv2，可得v上=v2-g×4r;物塊達(dá)到第二階段時(shí)，將脫離軌道做平拋運(yùn)動(dòng)，落地所需時(shí)間有2r=12gt2可得t=2rg，則落地點(diǎn)到軌道下端距離表示為x=v上t=v2-g×4r×2rg=

（v2g-4r）×4r，可知距離有最大值，出現(xiàn)在r=v28g.解法2：無(wú)論是第一階段的圓周運(yùn)動(dòng)，抑或是第二階段的平拋運(yùn)動(dòng)，均只有重力作用，最后落地時(shí)的動(dòng)能與初始動(dòng)能相一致.故12mv2=12mv2末=12mv2末y+12mv2末x，可得v2=v2末y+v2末x，最大距離出現(xiàn)在v末x=v末y，即v2末y=12v2，且2r=v2末y2g，解得r=v28g.教師要注重一題多解在高中物理解題中的有效應(yīng)用，借此強(qiáng)化學(xué)生的解題效率.

3.2 利用分析法和程序法

對(duì)于高中物理習(xí)題教學(xué)工作而言，教師利用一題多解教學(xué)方法時(shí)，要將基本公式法、程序法、全程法等解題方法進(jìn)行講解，使學(xué)生能根據(jù)實(shí)際物理習(xí)題，靈活運(yùn)用各種解題方法，這樣既能確保學(xué)生解決物理習(xí)題的效率，還能強(qiáng)化學(xué)生解題的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)學(xué)生解決物理習(xí)題的正確性，有效提高物理習(xí)題教學(xué)工作質(zhì)量，讓學(xué)生在解題的過(guò)程中獲取更多的知識(shí)和解題思路，將已知的物理知識(shí)和公式進(jìn)行鞏固.例如：教師根據(jù)人教版物理教材內(nèi)的習(xí)題，為學(xué)生提出了以下問(wèn)題：電纜維修工體重約為600N，身上系著長(zhǎng)度為5m的安全繩，若維修工因腳滑不慎跌落時(shí)，安全繩的緩沖時(shí)間為1s，求繩子所承受的平均沖力？

解法1 根據(jù)題目條件可知（1）自由下落v21=2gL，求出v1=2gL（2）經(jīng)緩沖時(shí)間t=1s后，其速度變?yōu)?，取向下為正方向，人受兩個(gè)力作用，即為拉力F和重力mg，根據(jù)動(dòng)量定理：

（mg-F）t=0-mv1

故F=1200N，根據(jù)牛頓第三定律可以求出人給繩子的沖力F′為1200N，方向?yàn)樨Q直向下.

解法2 在整個(gè)下落的過(guò)程中，工人所受重力沖量大小為mg2Lg+t，拉力F的沖量大小為Ft，初、末動(dòng)量均為0，取下落方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量定理得出mg2Lg+t-Ft=0，最終解出F=mg2Lg+tt=1200N.教師要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題，采用正確的教學(xué)方法，充分發(fā)揮一題多解教學(xué)作用.

3.3 分析法和相對(duì)速度法

教師要確保分析法與相對(duì)運(yùn)動(dòng)法，能在一題多解習(xí)題訓(xùn)練中得到合理應(yīng)用，以此強(qiáng)化學(xué)生解決物理習(xí)題的效果，加強(qiáng)學(xué)生的解題能力.教師要指導(dǎo)學(xué)生將分析法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法科學(xué)應(yīng)用到物理解題.例如：教師講解人教版物理教材習(xí)題時(shí)，為學(xué)生提出以下問(wèn)題：某天在十字路口上，綠燈剛剛亮起時(shí)，有1輛汽車(chē)以3m/s2的加速度，在路口從靜止到進(jìn)行勻加速行駛，就在此時(shí)，正好出現(xiàn)速度為6m/s勻速行駛的自行車(chē)經(jīng)過(guò)，請(qǐng)問(wèn)此刻汽車(chē)追上自行車(chē)以前，經(jīng)過(guò)多久時(shí)，汽車(chē)和自行車(chē)間的距離最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離為？

解法1 利用分析法解題

解法2 利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)法解題.

4 一題多解應(yīng)用過(guò)程中的原則其一，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)分清主次內(nèi)容.一題多解固然對(duì)學(xué)生的發(fā)展有良好的促進(jìn)作用，但教學(xué)中最重要的是保障學(xué)生能夠掌握主要的知識(shí)內(nèi)容.在基礎(chǔ)牢固的前提下，可以構(gòu)建多種解題方法.教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意學(xué)生對(duì)不同解法的接受效果，選擇最佳的方式進(jìn)行教學(xué)，在方法學(xué)習(xí)掌握后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其他解題方法進(jìn)行探索.在穩(wěn)固本身基礎(chǔ)的前提下進(jìn)行提升，不僅能夠提高教學(xué)效率，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握相關(guān)的解題方式，同時(shí)能夠?qū)W(xué)生的邏輯思維能力進(jìn)行鍛煉，有利于加強(qiáng)對(duì)課堂的把控，提高課堂教學(xué)效率.

其二，深入淺出的教學(xué)引導(dǎo).一題多用的學(xué)習(xí)方式難度相對(duì)較大，并且需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，但對(duì)于學(xué)生思維的鍛煉有著良好的效果.不少教師只重視最終結(jié)果和成績(jī)較為優(yōu)異的學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在教學(xué)過(guò)程中過(guò)多使用一題多解方式，導(dǎo)致學(xué)生難以快速理解和吸收，反而會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生不利影響.因此，在教學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入淺出的引導(dǎo)，同時(shí)根據(jù)不同基礎(chǔ)學(xué)生進(jìn)行因材施教.

綜上所述，高中物理教師要加強(qiáng)一題多解教學(xué)模式的應(yīng)用，打破學(xué)生的固定式解題思維，激發(fā)高中生的創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)，探索其他物理解題方式和思維，增強(qiáng)物理解題效率與效果，加強(qiáng)高中物理習(xí)題教學(xué)質(zhì)量.

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[責(zé)任編輯：李 璟]