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摘要:在高中物理课程中,机械振动的知识在实际生活中已得到广泛应用。例如,心电图、地震仪、核磁共振仪等。因此,学生对机械振动规律的认识和理解十分有必要。在新高考改革的推动下,凸显出机械振动知识学习的重要意义。基于此,本文章对高中物理机械震动解题规律进行探讨,以供相关从业人员参考。
关键词:高中物理;机械震动;解题规律
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2020)-41-398
引言
高中学生在课堂教学中学习物理概念或规律时,要发挥积极的思维模式,不断用创新思维进行探究性学习。在高中物理课程的学习中,机械震动内容繁冗复杂,包含许多要点,需要进行相应的梳理与分析,从中找到解题的方法和规律,并通过适量的练习来达到熟练运用的目的。
一、高中物理机械震动解题规律
我们在教学经验总结的基础上,可以看出以机械振动为基础的弹簧问题是学生考试时的难点,通过分析得出这类题目的难点主要在以下几方面:一是研究对象多,题目往往会出现两个或两个以上互相连接的物体;二是物体运动过程比较复杂;三是知识综合性比较强,需要结合多个知识要点,需要学生有较好的学习基础,通常会应用到牛顿运动定律、机械能守恒、动能定律、动量定律和定量守恒定律等知识點求解。这类问题需要围绕物体在最低点和最高点运动状态改变中所隐含的临界条件进行分析,求得结果。除此之外,解决问题的关键在于是否能够巧妙利用简谐振动过程中的速度、位移、加速度等物理量,具有在平衡位置对称的特点。
例 如图所示,两个木块的质量分别为M和m,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平面上,将木块1压下一段距离后释放,它就上下振动,在振动过程中木块2刚好始终不离开地面( 即它对地面的最小压力为0),求木块1的最大加速度与木块2对地面的最大压力。
分析:
1.撤去外力后,木块1以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动,当木块2刚好要离开地面时,木块1处于最高点时,木块1的加速度最大,根据牛顿第二定律即可求解:
由F+mg=ma,得a=(F +mg)/m=(M+m)g/m。
2.由于对称性,当木块1运动至最低点时,弹簧中的弹力大小为f。此时,弹簧是处于压缩状态,根据牛顿第:二定律得:
即: f=m (g+a) =2mg+Mg
得: Fx=f+Mg=2(m+M)g
二、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。
三、高中物理机械震动解题方法分析
(一)图像法的运用
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。
(二)函数法的运用
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。
(三)极限思想的运用
极限思维是在已知题设条件的情况下,将条件进行合理夸大或缩小,变成极限的形式,然后再进行分析。通过极限思想,可以把难以定量分析的条件进行限制,找出结果的趋势或是取向。极限思想常常在选择题中得到运用,比如,一些判断物理量变化趋势的问题,就可以对题设条件进行极限形式上的转化,直接变化到最大值或最小值,然后计算对应的结果,从而快速而直接地判断出结果的变化趋势。
(四)“数学建模”的运用
在物理学习的过程中学生有时需要将所学的物理知识还原成生活中的现象,并予以有效的分析与探索,但如何对其进行还原,不少学生有时很难入手,不知道其切入点。但在高中数学学科的核心素养体系中有一个核心素养为“数学建模”,即学生立足于所学的数学知识建立相关数学模型对其进行解答最终解决实际问题,“数学建模”的本质与学生物理学习过程中还原所学知识、解决实际生活中物理问题的物理建模需求有着极大的契合之处。因此,让学生在数学学习的过程中形成良好的“数学建模”素养,再有意识地引导其灵活迁移到物理学科的学习以及问题解决的过程之中,这对于学生物理问题解决能力的提升与培养也将产生极大的推动作用。
(五)情境法的运用
在高中物理教学的过程中教师可以通过创建具体的问题情境,来激发学生的学习潜能,提高学生的创造性思维,使学生更好地融入到教学过程当中。有效的教学情境能够激发学生的探索欲望,主动地去分析问题、思考问题并解决问题,培养学生对问题的提出能力,激发求知欲望。采取这样的方式可以有效地培养学生的学习兴趣,并提高学生对知识的理解程度和运用能力。
(六)实验法的应用
物理本身是一门实验学科。因此,在探究过程中,学生离不开实验。在课堂上,物理教师可以通过丰富多彩的、生动有趣的物理实验导入,让学生分析、归纳物理概念和规律,提高教学效果,最终培养学生的物理核心素养。由于实际实验仪器有一定的限制,因此通过信息技术来模拟现实环境,进行实验导入教学,可以增强物理实验的效果,以及提高物理实验的演示效果。
结束语
总之,机械振动知识内容在高中物理学科中,既是重点,也是难点。我们找出解题思路和方法,有利于学生对相关知识进一步的理解和掌握,从而提高学生分析问题的能力和解题的效率,增强物理学习水平。
参考文献
[1]高勇.浅析高中物理教学中学生解题能力的培养[C]..教育理论研究(第十辑).:重庆市鼎耘文化传播有限公司,2019:171.
[2]罗兰.高中物理疑难问题分析与解决策略研究[D].牡丹江师范学院,2019.
[3]曲艺.基于问题解决的高中物理模型教学研究与实践[D].延边大学,2019.
关键词:高中物理;机械震动;解题规律
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2020)-41-398
引言
高中学生在课堂教学中学习物理概念或规律时,要发挥积极的思维模式,不断用创新思维进行探究性学习。在高中物理课程的学习中,机械震动内容繁冗复杂,包含许多要点,需要进行相应的梳理与分析,从中找到解题的方法和规律,并通过适量的练习来达到熟练运用的目的。
一、高中物理机械震动解题规律
我们在教学经验总结的基础上,可以看出以机械振动为基础的弹簧问题是学生考试时的难点,通过分析得出这类题目的难点主要在以下几方面:一是研究对象多,题目往往会出现两个或两个以上互相连接的物体;二是物体运动过程比较复杂;三是知识综合性比较强,需要结合多个知识要点,需要学生有较好的学习基础,通常会应用到牛顿运动定律、机械能守恒、动能定律、动量定律和定量守恒定律等知识點求解。这类问题需要围绕物体在最低点和最高点运动状态改变中所隐含的临界条件进行分析,求得结果。除此之外,解决问题的关键在于是否能够巧妙利用简谐振动过程中的速度、位移、加速度等物理量,具有在平衡位置对称的特点。
例 如图所示,两个木块的质量分别为M和m,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平面上,将木块1压下一段距离后释放,它就上下振动,在振动过程中木块2刚好始终不离开地面( 即它对地面的最小压力为0),求木块1的最大加速度与木块2对地面的最大压力。
分析:
1.撤去外力后,木块1以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动,当木块2刚好要离开地面时,木块1处于最高点时,木块1的加速度最大,根据牛顿第二定律即可求解:
由F+mg=ma,得a=(F +mg)/m=(M+m)g/m。
2.由于对称性,当木块1运动至最低点时,弹簧中的弹力大小为f。此时,弹簧是处于压缩状态,根据牛顿第:二定律得:
即: f=m (g+a) =2mg+Mg
得: Fx=f+Mg=2(m+M)g
二、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。
三、高中物理机械震动解题方法分析
(一)图像法的运用
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。
(二)函数法的运用
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。
(三)极限思想的运用
极限思维是在已知题设条件的情况下,将条件进行合理夸大或缩小,变成极限的形式,然后再进行分析。通过极限思想,可以把难以定量分析的条件进行限制,找出结果的趋势或是取向。极限思想常常在选择题中得到运用,比如,一些判断物理量变化趋势的问题,就可以对题设条件进行极限形式上的转化,直接变化到最大值或最小值,然后计算对应的结果,从而快速而直接地判断出结果的变化趋势。
(四)“数学建模”的运用
在物理学习的过程中学生有时需要将所学的物理知识还原成生活中的现象,并予以有效的分析与探索,但如何对其进行还原,不少学生有时很难入手,不知道其切入点。但在高中数学学科的核心素养体系中有一个核心素养为“数学建模”,即学生立足于所学的数学知识建立相关数学模型对其进行解答最终解决实际问题,“数学建模”的本质与学生物理学习过程中还原所学知识、解决实际生活中物理问题的物理建模需求有着极大的契合之处。因此,让学生在数学学习的过程中形成良好的“数学建模”素养,再有意识地引导其灵活迁移到物理学科的学习以及问题解决的过程之中,这对于学生物理问题解决能力的提升与培养也将产生极大的推动作用。
(五)情境法的运用
在高中物理教学的过程中教师可以通过创建具体的问题情境,来激发学生的学习潜能,提高学生的创造性思维,使学生更好地融入到教学过程当中。有效的教学情境能够激发学生的探索欲望,主动地去分析问题、思考问题并解决问题,培养学生对问题的提出能力,激发求知欲望。采取这样的方式可以有效地培养学生的学习兴趣,并提高学生对知识的理解程度和运用能力。
(六)实验法的应用
物理本身是一门实验学科。因此,在探究过程中,学生离不开实验。在课堂上,物理教师可以通过丰富多彩的、生动有趣的物理实验导入,让学生分析、归纳物理概念和规律,提高教学效果,最终培养学生的物理核心素养。由于实际实验仪器有一定的限制,因此通过信息技术来模拟现实环境,进行实验导入教学,可以增强物理实验的效果,以及提高物理实验的演示效果。
结束语
总之,机械振动知识内容在高中物理学科中,既是重点,也是难点。我们找出解题思路和方法,有利于学生对相关知识进一步的理解和掌握,从而提高学生分析问题的能力和解题的效率,增强物理学习水平。
参考文献
[1]高勇.浅析高中物理教学中学生解题能力的培养[C]..教育理论研究(第十辑).:重庆市鼎耘文化传播有限公司,2019:171.
[2]罗兰.高中物理疑难问题分析与解决策略研究[D].牡丹江师范学院,2019.
[3]曲艺.基于问题解决的高中物理模型教学研究与实践[D].延边大学,2019.