突破经验思维障碍,揭示理性物理规律

初中物理以形象思维为主,通常从熟悉、具体、直观的自然现象和演示,以及生活经验入手建立物理概念和规律。经过初中两年的训练,初中学生很好地掌握了学习方法和培养了思维能力。高中从理想模型代替直观现象客体入手,通过逻辑判断和抽象思维建立概念和规律,这种由具体形象思维到抽象逻辑思维的过渡必然使得学生要改进原来的学习方法,才能达到新的要求。下面我就在教学中遇到的这类问题举例分析。

例1:如图1所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中方格每边长为5 cm,g取10 m/s,求小球的水平分速度和小球在B点时的竖直分速度。

学生错误解析:平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,

则由图可知,A到B的竖直下落高度为h=0.25m,

正确解析:平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,

则由图可知,A到B,B到C的水平距离相等,则A到B,B到C的时间相等。

根据当连续相等时间内的位移差为恒量时,

点评:学生主观臆断错误地认为A点为抛出原点,而题意已提示它是闪光照片的一部分。所以我们在教学中,一定要引导学生仔细分析题意,不能凭感觉或主观经验分析问题,应养成科学的物理分析习惯。此题可以让学生反思、检验一些问题:(1)C点在这里有没有作用,BC之间的水平距离和竖直距离是否可以不必已知。(2)由h=gt求时间t,可得t=s,所以t=s≠s。即分别用AB、AC竖直距离计算拍照时间间隔不等,此与题设矛盾。

例2:如图2所示,从倾角为θ的固定斜面(斜面足够长)顶端先后将同一个小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v,球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为φ;第二次初速度为v,球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为φ,若v>v,则(?摇?摇)。

D.无法确定

学生错误解析:B正确。根据平抛知识可得水平速度的大小可以影响末速度的大小和方向。若水平速度较大时,则落地速度较大且与水平方向的夹角较小,故选择B选项。

正确解析:C正确。做平抛运动的物体经过一段时间,到达某一位置时,设其末速度与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则tanα=2tanβ。两次抛出小球落在斜面上不同点,位移大小虽然不同,但两次位移与水平方向的夹角相同,即β=β=θ,由推论可得:两次末速度与水平方向夹角也相同,即α=α,所以φ=φ。故选择C选项。

点评:根据学生的推理,其成立的条件是从同一高度水平抛出,且落到同一水平面上(如水平地面)。此结论符合生活经验,故学生从经验出发思考问题,选择了B。

从以上两例我们可以看出,学生的错误原因是根据经验去审题、分析解题,而且很难察觉自己的错误。因此,我们在教学过程中一定要让学生认真审题,注意题中的关键词,弄清物体的具体运动过程,正确求解题目所问的问题,养成科学的物理分析方法。

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