物理：学会精练多悟优化思维品质

发布时间：2008-09-11 09:47:59 来源：黑马共同社区作者：佚名 [打印] [评论]

　　有些同学在物理学习上花了很多时间和精力，做了大量题目，但收效甚微。为什么会出现这种状况呢？在我看来，主要原因是由于他们无意识地将解题的目的看作只为得到一个答案，而不是通过解题过程，有意识地去感悟物理规律的内涵，培养科学的思维方式，优化自己的物理思维品质，从而提升自己的物理素养。

　　下面以一道平抛运动的典型习题为例，谈谈如何通过习题优化自己的思维品质。
　　题目：如图1所示，在倾角为θ的斜面上，将一个小球自斜面的A点以初速度v0水平抛出，最后它落在斜面上的B点，问：经过多长时间小球与斜面间的距离最大？其最远距离又是多少？
　　下面我们给出三种求解方法。
　　法一：设经过时间t，小球到斜面的竖直距离为h，到斜面的距离为H。这时小球在水平方向运动的距离为v0t，竖直方向运动的距离为gt2/2。根据如图2所示的几何关系得，H=hcosθ=(v0ttanθ-gt2/2)cosθ根据二次函数求最值的方法不难得到，当t=v0tanθ/g时，H的最大值为H=(v0sinθ)2/(2gcosθ)法

　　二：分析小球运动的轨迹情况，可以得出，当小球运动到速度方向与斜面平行的C点时，小球离斜面的距离最大，如图3所示。将小球在C点的速度分解成水平方向的v0和竖直方向的gt，根据平抛运动水平方向和竖直方向的速度关系得，tanθ=gt/v0所以，t=v0tanθ/g将t=v0tanθ/g代入关系H=hcosθ=(v0tanθ-gt2/2)cosθ得到，H=(vosinθ)2/(2gcosθ)

　　法三：建立平行于斜面方向和垂直斜面方向的坐标系，小球运动的初速度v0在y方向的分量为vy=v0sinθ，小球运动的加速度在y方向的分量为ay=gcosθ。小球从抛出到运动到离斜面最远的过程对应于在y方向初速度从vy变为0的匀减速过程，其加速度为ay。
　　由匀变速直线运动的公式得，t=vy/ay=v0sinθ/(gcosθ)=v0tanθ/gH=v2y/ay=(v0sinθ)2/(2gcosθ)
点评：方法一利用了平抛运动的性质，将平抛运动看成是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合成，然后借助于数学中的求极值的思想，最终求出答案，这是一种最基本的方法；方法二分析了小球运动的情景，探究出当小球运动的速度方向与斜面平行时，小球离斜面最远，再应用这样的结论，很快得到小球运动到离斜面最远时的时间，从而优化了解题过程；方法三将运动的分解运用得淋漓尽致，使解题过程进一步得到了优化，问题的解决显得更加简洁，明了。

　　本题中，我们还可求出小球从A运动到B的时间T，解法如下：
　　在水平方向有：ABcosθ=v0T在竖直方向有：ABsinθ=gT2/2由以上两式得T=2v0　tanθ/g可能你已发现，小球运动到与斜面间距离最大处的时间t是小球整个平抛运动时间T的一半，这是一种偶然的巧合还是内在物理规律的必然反映？不要阅读下面的文字，看看自己能否回答这样的问题。

　　原来这并非是一种巧合。因为在垂直于斜面的y方向上，小球做类似于上抛运动的匀变速直线运动，根据上抛运动的对称性，小球从A运动到离斜面距离最大处时的时间必然等于小球从离斜面距离最大处到B的时间，即小球运动到与斜面间距离最大处的时间是小球整个平抛运动时间的一半。

　　本题中的三种解题方法对其最终的答案而言，本质上无优劣可言，但从认知层面上讲是有所区别的。根据新的《中学物理课程标准》对认知要求的划分，解法一不仅“知道”而且很好地“理解”了平抛运动的规律，解法二对平抛运动有了更深刻的理解，达到了“掌握”的要求，解法三综合了物理学的其他知识，对平抛运动规律又有了新的认识，认知要求属于“应用”层面。解题最后对小球运动到与斜面间距离最大处的时间与整个平抛运动的时间进行了比较，将不同的问题联系起来，使学生进一步加深了对平抛规律的理解。

　　那么，如何通过解题来优化物理思维品质，提高解题能力呢？主要注意下列几点：

　　第一、过程比结论更重要。平时的练习不同于考试，不要将答案看成是做题的唯一目的，要多角度多方位地思考问题，学会一题多解，学会用联系的观点看待所做的习题。

　　第二、加强对所得结论的探究。通过对结论的再研究，看上去很正常的结论，你会发现它包含着深刻的物理规律和科学的思维方法。

　　第三、学生也要接受二期课改理念。例如二期课改倡导的“情景———探究———应用”的学习模式，不仅仅是要求老师将它应用于课堂教学中，更要求学生能将它落实到所有的学习行为之中，解题时要在过程分析时建立情景，探究情景反映出的规律，进而应用到对所要解决的问题中。

　　第四、学会精练多悟。感悟是提升认知水平的途径，精练使多悟在时间上有了保证。大量的蜻蜓点水式的做题，更多的只能是在原有认知水平上的机械性的重复，这种事倍功半的做题效果，不仅使减负变成了空话，更会使学生失去对物理学习的兴趣。

　　总之，做题时我们应学会充分挖掘所做习题的功能，通过解题过程，多思考多感悟解题过程中所用物理规律的内涵，只有这样才能提升你的认知水平，优化你的思维品质，最终达到提高解决问题的能力。