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物理知识是一个有机的整体,它的各个部分之间存在相互关联.我们在学习每一分支时,要注意知识点之间的前后联系,把知识点之间的关系结成一张网,就可以灵活地将各知识点串联起来,使之融会贯通.一题多解则可以对相关知识点进行高效地应用、整合.笔者在实际教学过程中,尝试引领学生多角度思考解决问题的路径,通过用不同的方法解决同一道物理题,这不仅可以开拓学生解题思路,巩固所学知识;还可激发学习物理的兴趣和积极性,达到开发潜能,发展智力,提高能力的目的.下面举一例来展示学生利用一题多解探索解题的过程.
例题将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图1中甲、乙所示.通过实验可计算出:金属块的密度是kg/m3.(g取10 N/kg)
这道中考变式题重在考察力学平衡、阿基米德原理的运用.学生在课堂上针对该题进行小组合作、讨论、交流,思路逐渐打开,方法不拘一格,课堂气氛异常活跃,课堂效率大大提高.
方法一物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮 F拉,浸没在水中G=F浮1 F拉1,浸没在酒精中G=F浮2 F拉2,即F浮1 F拉1=F浮2 F拉2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可得
ρ水gV排 F拉1=ρ酒精gV排 F拉2.
代入已知信息1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V排 2 N=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×V排 2.2 N,
求得V排=1×10-4 m3,
物体完全浸没,故V物=V排=1×10-4 m3,
G=ρ水gV排 F拉1,
代入V排=1×10-4 m3可求出G=3 N,即m=0.3 kg,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
该解题方法根据同一物体重力相等建立等式求解V物,利用G=F浮1 F拉1可求出G及m,运用ρ物=mV物求解密度.该方法思路清晰,解题直接,易于被学生接受.
在方法一的引导下学生开始打开思路,不仅可以利用重力相等构建等式来解决问题,还可以尝试利用F拉和F浮构建关系式来解决G和V物的问题.由此又产生了以下两种解题思路.
方法二利用F拉可以构建出两个关系式,浸没在水中,有F拉1=G-F浮1,浸没在酒精中,有F拉2=G-F浮2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,
上兩式可变形为2 N=G-ρ水gV排(1)
2.2 N=G-ρ酒精gV排(2)
(1)、(2)两式联立即可求得
V物=V排=1×10-4 m3,G=3 N,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法三利用F浮也可以表达出两个关系式,浸没在水中,有F浮1=G-F拉1,浸没在酒精中,有F浮2=G-F拉2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,
上两式可变形为ρ水gV排=G-2 N(1)
ρ酒精gV排=G-2.2 N(2)
(1)、(2)两式联立即可求得
V物=V排=1×10-4 m3,G=3 N,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
以上三种方法分别从G、F拉、F浮三个角度构建等式来解决问题,学生在探索思考的过程中思路也在逐渐打开,这时引导学生思考甲乙两图的特点,分析两弹簧测力计示数不同的原因,学生又展开了激烈的交流讨论,新的解题思路又呈现出来.
方法四甲乙两图中弹簧测力计的示数分别为F拉1=2 N,F拉2=2.2 N,甲、乙为同一金属块且都完全浸没在液体中,于是可以分析出金属块在水中受到的浮力比在酒精中受到的浮力大0.2 N,由此构建出一个等式F浮1-F浮2=0.2 N,即ρ水gV排-ρ酒精gV排=0.2 N,代入相关数据即可求得V物=V排=1×10-4 m3,利用阿基米德原理可求得F浮1=1 N.再根据G=F浮1 F拉1即可求出G=3 N.
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法五甲、乙为同一金属块且都完全浸没在液体中V排相同,根据阿基米德原理可知ρ液是影响浮力大小的主要因素,由此构建出一个等式ρ水ρ酒精=F浮1F浮1-0.2 N,利用该式可直接求出F浮1=1 N,利用阿基米德原理可求出V物=V排=1×10-4 m3,再根据G=F浮1 F拉1即可求出G=3 N.
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法四、五反映了学生思维高度的进一步提升,对知识的综合运用有了更深刻的把握.
实际教学过程中,通过一题多解,有效激发了学生课堂学习的主动性,学生在思考中加深了对知识的掌握,在运用中体会到了课堂学习的乐趣,在讨论、争辩中对前后知识更加贯通,课堂在学生们的思辨与探索中焕发了生机,闪烁起思维的灵气.
总之,一题多解是物理教学中的一种常用方法,是培养、提高学生思维能力,创新能力,分析问题解决问题能力的有效方法.只要我们能善于运用,积极引导学生运用,就能培养学生创新能力和创造性的思维能力,而且也能减轻学生学习物理的负担,还能提高学生学习物理的效率,从而增强学生学习物理的兴趣,真正发挥一题多解在中学物理教学中应有的作用.
例题将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图1中甲、乙所示.通过实验可计算出:金属块的密度是kg/m3.(g取10 N/kg)
这道中考变式题重在考察力学平衡、阿基米德原理的运用.学生在课堂上针对该题进行小组合作、讨论、交流,思路逐渐打开,方法不拘一格,课堂气氛异常活跃,课堂效率大大提高.
方法一物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮 F拉,浸没在水中G=F浮1 F拉1,浸没在酒精中G=F浮2 F拉2,即F浮1 F拉1=F浮2 F拉2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可得
ρ水gV排 F拉1=ρ酒精gV排 F拉2.
代入已知信息1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V排 2 N=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×V排 2.2 N,
求得V排=1×10-4 m3,
物体完全浸没,故V物=V排=1×10-4 m3,
G=ρ水gV排 F拉1,
代入V排=1×10-4 m3可求出G=3 N,即m=0.3 kg,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
该解题方法根据同一物体重力相等建立等式求解V物,利用G=F浮1 F拉1可求出G及m,运用ρ物=mV物求解密度.该方法思路清晰,解题直接,易于被学生接受.
在方法一的引导下学生开始打开思路,不仅可以利用重力相等构建等式来解决问题,还可以尝试利用F拉和F浮构建关系式来解决G和V物的问题.由此又产生了以下两种解题思路.
方法二利用F拉可以构建出两个关系式,浸没在水中,有F拉1=G-F浮1,浸没在酒精中,有F拉2=G-F浮2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,
上兩式可变形为2 N=G-ρ水gV排(1)
2.2 N=G-ρ酒精gV排(2)
(1)、(2)两式联立即可求得
V物=V排=1×10-4 m3,G=3 N,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法三利用F浮也可以表达出两个关系式,浸没在水中,有F浮1=G-F拉1,浸没在酒精中,有F浮2=G-F拉2.
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,
上两式可变形为ρ水gV排=G-2 N(1)
ρ酒精gV排=G-2.2 N(2)
(1)、(2)两式联立即可求得
V物=V排=1×10-4 m3,G=3 N,
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
以上三种方法分别从G、F拉、F浮三个角度构建等式来解决问题,学生在探索思考的过程中思路也在逐渐打开,这时引导学生思考甲乙两图的特点,分析两弹簧测力计示数不同的原因,学生又展开了激烈的交流讨论,新的解题思路又呈现出来.
方法四甲乙两图中弹簧测力计的示数分别为F拉1=2 N,F拉2=2.2 N,甲、乙为同一金属块且都完全浸没在液体中,于是可以分析出金属块在水中受到的浮力比在酒精中受到的浮力大0.2 N,由此构建出一个等式F浮1-F浮2=0.2 N,即ρ水gV排-ρ酒精gV排=0.2 N,代入相关数据即可求得V物=V排=1×10-4 m3,利用阿基米德原理可求得F浮1=1 N.再根据G=F浮1 F拉1即可求出G=3 N.
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法五甲、乙为同一金属块且都完全浸没在液体中V排相同,根据阿基米德原理可知ρ液是影响浮力大小的主要因素,由此构建出一个等式ρ水ρ酒精=F浮1F浮1-0.2 N,利用该式可直接求出F浮1=1 N,利用阿基米德原理可求出V物=V排=1×10-4 m3,再根据G=F浮1 F拉1即可求出G=3 N.
根据密度公式代入相关物理量即可求出
ρ物=mV物=0.3 kg1×10-4 m3=3×103 kg/m3.
方法四、五反映了学生思维高度的进一步提升,对知识的综合运用有了更深刻的把握.
实际教学过程中,通过一题多解,有效激发了学生课堂学习的主动性,学生在思考中加深了对知识的掌握,在运用中体会到了课堂学习的乐趣,在讨论、争辩中对前后知识更加贯通,课堂在学生们的思辨与探索中焕发了生机,闪烁起思维的灵气.
总之,一题多解是物理教学中的一种常用方法,是培养、提高学生思维能力,创新能力,分析问题解决问题能力的有效方法.只要我们能善于运用,积极引导学生运用,就能培养学生创新能力和创造性的思维能力,而且也能减轻学生学习物理的负担,还能提高学生学习物理的效率,从而增强学生学习物理的兴趣,真正发挥一题多解在中学物理教学中应有的作用.