高中物理机械振动解题规律探究

发表时间:2020/11/18   来源:《中国教师》2020年17卷21期   作者:赵秀瑛
[导读] 高中物理是一门知识性、逻辑性较强的学科,物理解题作为物理学习的重要组成部

        赵秀瑛  
        陕西省靖边县第七中学  718500
        摘要:高中物理是一门知识性、逻辑性较强的学科,物理解题作为物理学习的重要组成部分,运用物理思维方法解答物理习题,不仅可以提升物理解题效率,还有助于学生思维能力和创新意识的培养与发展,因此,在高中物理解题中,教师要帮助和引导学生应用物理思维,并掌握相应的方法与技巧,以此来提升物理解题效率。本文基于高中物理机械振动解题规律探究展开论述。
        关键词:高中物理;机械振动;解题规律探究
引言
        实际上,在物理教学过程中,每一个高中生都会出现解题错误,一方面是因为物理习题的设问方式比较多元,且有可能会存在一定的陷阱条件,需要让学生客观分析习题条件的有效性,由此确定具体的解题方向,而一旦中间任何一个环节出现了问题,便会出现解题错误。另一方面,便是因为高中生本身缺少一定的知识迁移、整合能力这一现实问题所造成的,且每个学生都存在一定的认知盲区,所以解题错误是必然存在的。
一、高中物理的学科要点
        高中物理的内容开展主要基于初中内容的内容,但与初中物理有着一定的区别,这可以从以下几点出发:第一、知识深度,重视理解。高中物理,要加深对重要物理知识的理解,有些将由定性讨论进入定量计算,如力和运动的关系、动能概念、电磁感应、核能等。第二、知识广度,扩大范围。高中物理,要扩大物理知识的范围,学习很多初中未学过的新内容,如力的合成与分解、牛顿万有引力定律、动量定理、动量守恒定律、光的本性等。第三、知识应用,提高能力。高中不仅仅要学习物理知识,更重要的是要提高学习物理知识和应用物理知识的能力。高中阶段,学生学习物理知识主要是培养自学能力和物理解题能力,并学会一些常用的物理研究的方法。
二、高中物理机械振动知识的考察点
        在机械运动中,研究的是以质点为对象的运动情况,由质点的运动速度、位置变化和加速度等多个物理量来描述质点的运动状态。而物体的运动情况包括多种形式,在之前的物理学习中,学生已经对匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动,以及圆周运动有充分理解和认识。而机械振动也是以质点为研究对象的一种运动形式,具有周期性和重复性的特点,除了位移、速度和加速度等物理量外,还包括振幅、周期、频率等物理量来描述机械振动的特征,涉及到受力分析、动能、势能和动量等物理参数。机械振动按不同方法可以分为多类,在高中物理课程中,学习的内容主要是简谐振动,考察形式通常结合单摆、弹簧振子等问题,要求学生能够理解,并快速判断出由于时间和空间上的周期性变化,而导致相关物理量的变化,从而促使学生加深对振动规律的掌握。无论考察题型如何变化,都是注重考察学生对机械振动知识的基本概念、特征、运动规律和表达式应用的了解、掌握情况。

例1如图1所示,
        
        一个具有弹性的小球被抛出,并在两个竖直平行的平面间运行。试问:小球在落地之前的运动()。A.是机械振动,但不是简谐运动B.是简谐运动,但不是机械振动C.不是简谐运动,也不是机械振动D.是简谐运动,也是机械运动分析:由题目选项可知,题干主要考查的是机械振动与简谐运动的定义,根据所学知识,结合小球运动现象的特征进行判断,小球在落地之前的运动,既不是简谐运动,也不是机械振动。答案选C。
三、从函数出发
        学生在小学阶段认识函数、在初中阶段深化函数、在高中阶段探究函数,经过各个阶段的学习,函数逐渐完善化和具体化,反比例函数、正弦函数和余弦函数等知识被大范围应用于数学学科中。基于此,教师可以有效转换教学思路,将函数的知识和要点运用于高中物理的解题中。以教科版高中物理必修二第一章第二节《研究抛体运动的规律》为例,题目为:一条渡船正在渡河,河宽为260m,船在静水中的速度为36km/h,水的流速是18km/h,为了让船能垂直于河岸渡河,船应该怎样运动?此问题落脚点是船的行驶角度问题,求出船渡海的时间后,根据余弦定理,cosα=河水相对于河岸的速度/船相对于静水的速度=5/10=1/2,即可得到α=60°。在这个过程中,我们利用余弦定理能轻松解决问题。
四、图像法的运用
        高中物理与数学的关系十分密切,在实际教学中也不难发现,物理成绩优异的学生往往也具备较强的数学素质,这也可以佐证物理与数学之间的联系之深。在物理解题过程中,合理运用数学知识和思维,可以化抽象为直观、化繁琐为简明,因此,思考总结如何将数学知识运用到物理解题当中,可以加强物理解题能力,提高物理学习水平。高中物理题目中,很多涉及到复杂的代数运算和分析,且数量关系较为复杂,单纯运算很容易出错,这种时候,往往可以考虑使用图像法进行分析计算。图像法能将物理量之间的关系用最简洁直观的方式表现出来,解题者只需将各已知量绘制出来,就能快速计算出未知量,是节省解题时间、提高正确率的有力途径。通过分析历年高考真题也不难发现,对于图像法掌握和运用能力的考察一直是重点之一,因此,高中物理的学习一定不能忽视图像法。举例来说,高中物理中简谐运动部分,就是图像法运用的典型对象之一。由于质点的简谐运动可以用正弦或余弦曲线来表示,因此,在分析题目中的振幅、频率等未知量时可以先做出对应的正弦或余弦曲线,然后根据图像变化规律来找出对应的未知量,而相位图法则是求解未知相量的有效方法。掌握图像法运用的同时,还要对经常考察的重要图像充分理解和记忆,这些图像包括路程-时间图像、速度-时间图像、伏安曲线图像等,需要结合做题经验进行总结和掌握。
结束语
        总而言之,在动力学知识教学中引导学生归纳常见的易错题、错题成因与正确的解题方法可以切实优化学生的解题思路,稳步提升学生的知识迁移能力。因此,高中物理教师要全面整理动力学习题,设计层次鲜明的专项化习题结构,鼓励学生自主解题,构建错题本,使其利用错题资源来更新个人知识结构。
参考文献
[1]赵可萱.高中物理机械振动实验装置改进初探[J].科技风,2019(05):28.
[2]江子川.机械能守恒定律在高中物理解题中的应用[J].中国高新区,2018(11):71.
[3]周赵正.基于教育支架理论的大学物理与高中物理教学衔接问题研究[D].华中师范大学,2018.
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