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1、养成多角度思考力学问题的习惯优秀获奖科研论文 一个问题的解决往往有多种角度,从而有多种方法.高中物理力学问题也一样.通过高中物理学力学问题的多角度解答能培养学生发散思维的能力,从而在高考解题中更快,更准. 高中物理力学问题解答的角度很多.从思维方式的层面,中学物理中常用的有假设法类比法等效法反证法等;从表达形式的层面,有公式法图象法列表法等;从研究对象的层面有整体法隔离法等;从知识的层面,有牛顿运动定律动量能量等角度;还有些不好分类的方法,如控制变量法特殊值法定性法估算法直觉法等. 下面先从思维方式表达形式研究对象的层面举例说明. 例1物体沿一直线运动,在t时间内通过的路程为s,它在中间位置1
2、/2s的速度为v1,在中间时刻1/2t的速度为v2,则v1和v2的关系为(). A.当物体做匀加速直线运动时,v1>v2 B.当物体做匀减速直线运动时,v1>v2 C.当物体做匀速直线运动时,v1=v2 D.当物体做匀减速直线运动时,v1 解析:该题的选项C较易选出,难点在于其他三个选项.我们可先直觉判断:匀加速直线运动时,先慢后快,运动了一半时间时,尚未达到一半路程,所以达一半路程时的速度小;匀减速直线运动时,先快后慢,运动了一半时间时,超过一半路程,所以达一半路程时的速度大.这种直觉法快,但易出错.若换一角度,用解析法(公式法)解答,则可严密推导出来,但对数学计算能力要求较高.
3、若再换一角度,从图象法去思考,则较为快捷准确直观.如图1所示,则可排除选项D. 评析:三种方法各有千秋,此题中图象法值得推荐,平时练习中若多管齐下,多法并举,则不愁高考中无计可施,无法可取.多个角度,多面夹击,殊途同归,则不用担心目标走漏,从而提高准确性. 例2如图2,ab两个物体ma=2mb,用细绳连接后放在倾角为的光滑斜面上,在下滑过程中(). A.它们的加速度a=g sinB.它们的加速度a C.细绳的张力为零D.细绳的张力为mg sin 解析:该题多角度思考涉及的方法很多.(1)可先假设(假设法)绳中有张力,用隔离法分别对两物进行受力分析,结合整体法得出正确选项是AC.这是定量的解析法
4、.(2)可以用反证法判断细绳中的张力情况:若细绳中有张力,a受到向上的拉力,而b受到向下的拉力,则a的加速度比b的加速度要小,与事实矛盾.(3)可以类比伽利略的重球轻球同时落地的情况以拓宽我们的思路. 很多物理题可用多个知识点解答,请看下面两题. 例3某消防员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身生心又下降了0.5 m.在着地过程中地面对他的平均作用力估计为(). A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍 C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍 解析:该题可从多个角度进行分析,有多种解答方法.(1)分触地前和触地后两个过程进行分析,用运动学结合牛
5、顿第二定律可以解答.(2)也可用动量定理解答.(3)也可用动能定理解答,对全过程用动能定理列方程:mg(h1+h2)+Fh2=0,代入数据即可求出结果.从不同角度运用多种规律分析同一个问题,一则可加深对各个规律的理解以及各规律间关系的认识,二则可摸索最快捷的解题方法. 很多力学的综合计算题需要多个知识点去解答,这时更要求我们要多角度思考,找到多个关系式,方能求解,而靠个别角度投机取巧是不行的. 例4如图3,质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上.平衡时,弹簧的压缩量为x0.一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连.它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点.若物块质量为2 m,仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离. 解析:该题仅从某一个知识点去分析是不够的,至少要从两个角度考虑:动量定恒机械能守恒.要考虑到A与钢板碰撞前后瞬间A与钢板的动量守恒(所受外部重力远小于碰撞内力).碰撞后A与钢板一起向下运动,则有机械能的损失,整个过程机械能并不守恒,而是碰撞前后各自分别守恒.并且机械能中除了动能重力势能,还有弹性势能. 在高中力学学习中养成多角度思考问题的习惯,培养发散性思维的能力,相信对力学学习和其他问题的研究都有所裨益.