物理（心得）之复杂问题层层剥皮 相互联系逐次曝光

物理论文之复杂问题层层剥皮 相互联系逐次曝光 <br />　　高三学生基本具备了对单一物体、单一过程的物理现象进行分析解决的能力，但对几个物体、几个过程相联系的问题往往出现思维障碍而无法顺利解答。考试说明中明确要求学生能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系。下面从这一角度谈谈培养学生分析综合能力的一点体会。 <br />　　物理现象之间的联系可以通过物理量之间的制约、物体状态之间的关联、物理过程的衔接、物理情景的隐含等来发生联系，善于将一个复杂问题分解为几个简单问题并找出它们之间的联系，是分析综合能力较强的体现。将复杂问题层层分解是解决问题的有效途径，找出它们之间的联系是解决问题的关键。 <br />　　一、通过物理量发生的联系。 <br />　　A  θ      B <br />　　C          D <br />　　E <br />　　图（1） <br />　　这个物理量往往制约着其它物理量的大小或方向或变化，也可制约某一物理现象的发生或物理过程的进行，这种制约正是反映物理规律之所在。弄清这种制约关系的过程就是展示物理规律的过程，在这种展示过程中训练学生思维、提高分析解决问题的能力。 <br />　　例：如图，A、B、C、D是匀强电场中一正方形区域的四个顶点，  已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V、UB=3V、UC=-3V，由此可得D点电势UD=      V。 <br />　　E2   E <br />　　θ   E1 <br />　　图（2） <br />　　A、B、C、D四个点的电势是受匀强电场制约的，是怎样的制约关系，也就是说四点的电势怎样联系对学生来说是个难点，因为题中并未涉及场强的大小和方向，隐含了联系四点电势的物理量，鉴于此我们不妨假定一个匀强电场（如图），并不妨碍对问题的研究（学生的思维障碍正在于此）。 <br />　　突破了这一点，很容易得到：UAD=E  Cosθ，UBC=E  Cosθ，所以这四点电势的联系是：UAD=UBC,得UD=9V。我们还可以从分解电场的角度来领会，UAD=UBC=E1 L,UAB=UDC=E2 L,这样它们之间的联系就看得更清楚了。事实上题中并未指明电场方向一定在这个平面内，需要用场强分解的思维才算完备。这是一道培养思维的好题。 <br />　　二、通过物体所处的状态发生的联系。 <br />　　这种情况物体往往处于初末两个状态，两种状态之间是相互关联的，弄清物体所处的状态是解题的基础，通过分析初末状态找到它们相关联的点是解决问题的核心，思维障碍的突破也就在于正确求得这些&ldquo;关联点&rdquo;。 <br />　　例：如图，倔强系数为K1的轻弹簧两端分别与质量m1、m2的物块1、2栓接，倔强系数为K2的轻弹簧上端与物块2栓接，下端压在桌面上（不栓接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中物块2的重力势能增加了     ，物块1的重力势能增加了     。 <br />　　F <br />　　m2 <br />　　m1 <br />　　图（3） <br />　　物体位置的升高可通过弹簧长度的改变量来计算，弹簧的长度是如何变化的？它们长度的改变量与物体上升的高度是怎样的关系？逐个对弹簧分析，在右边画出对照图，情况就一目了然了。物体2上升的高度为弹簧K2的初态压缩量x2，而物体1上升的高度为弹簧K1的初态压缩量x1加上末态伸长量x3还要加上弹簧K2的初态压缩量x2，这个问题就归结到对两个弹簧的两个状态分别应用胡克定律的简单问题。x1= m1g/K1, x2=（m1+m2）g/K2, x3= m2g/K1,而学生往往缺乏的就是将复杂问题逐步分析转化成一个个的小问题的能力。通过层层剥皮的分析，使问题最后只剩下看得清清楚楚的几根&ldquo;枝&rdquo;和几个&ldquo;节&rdquo;，学生从中体会到分析问题的方法和途径，同时也培养了学生良好的思维习惯。 <br />　　三、通过物理过程发生的联系。 <br />　　同一物体连续进行几个不同的过程，这几个过程一定是相互衔接的，在衔接点前后的过程要分别分析，并找到前后过程的联系。 <br />　　例：在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后换成反方向的水平恒力乙推这一物体，当恒力乙作用时间与甲相同时物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中恒力甲对物体做功等于    J，恒力乙对物体做功等于    J。 <br />　　A              B     C <br />　　图（4） <br />　　物体的运动过程如图...