【在习题课教学中如何发挥典型题作用】
时间：2019-02-09 03:24:53 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
习题课教学是物理教学的重要组成部分,它对于学生掌握双基、巩固知识与培养能力是非常关键的,是理论与实践相结合的桥梁,是提高教学质量的重要保证。 在习题课的教学中,老师往往都会选择一些典型题实施教学,但我在教学中发现,对于重要的典型题,如果采用老师讲、学生听的传统方式,学生只是被动地接受知识,不容易掌握,就算当时听懂了,也记不牢,过一段时间又会忘记,甚至无论教师如何认真讲解,一而再、再而三地利用多次机会重讲、再讲,但学生似乎并不领情,再遇到类似题目时,依然是错误。
仔细深究其原因,就是典型例题其技巧性、综合性往往比较强,难度比较大,而且例题越典型,学生越是难懂、难理解,更别说迁移运用了。但是如果教师在教学中,把这些典型例题按其物理过程和物理思想的有机构成,采用变式手段,分解成过程单一、思维清晰、方法明了的几个简单问题,再进行独立的解答,让学生逐步地由低到高、由浅到深、由易到难真正感悟答案之外的物理过程和物理思想的实质,最终将典型的例题的综合性与复杂性化于无形之中,这就会使习题教学起到事半功倍的效果。
对于典型题如何变式、分解,下面我们通过一道高考题的解析来加以说明。在复习牛顿运动定律时,学生遇到了2007年江苏高考物理试卷的第六题。
如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为( )。
A. B. C. D. 3μmg
这道题目,既考查了摩擦力的知识,又考查了牛顿运动定律及整体法和隔离法,综合性强,难度大。学生刚接触此题时,无从下手,不知如何分析,但此题考查的知识又是高中物理重点讲解的内容,学生必须掌握,不能放弃。为此,在教学过程中,我从这道高考题中分解出了三个问题,既降低了高考题的难度,同时又让学生充分认识了问题的本质,学会了解决问题的方法。
问题1:如图2所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的两个木块,木块间的动摩擦因数为μ。现用水平拉力F拉质量为2m的木块,使两个木块以同一加速度运动,则水平拉力F最大为多大?
解析:在水平拉力F作用下,两个木块以同一加速度运动,
取两个木块整体为研究对象,其水平方向只受一个力F的作用,根据牛顿第二定律知:F=(2m+m)a。
取m为研究对象,其水平方向只受静摩擦力f作用,静摩擦力f提供木块m运动的加速度。根据牛顿第二定律可知:f=ma。
可以得到,拉力F越大,整体运动的加速度越大,所以,木块m所受到的静摩擦力越大。当木块间的静摩擦力达到最大静摩擦力时,刚好使两者发生相对滑动。
所以μmg=ma,可以解出a=μg,所以水平拉力F=(2m+m)a=3μmg。
点评:通过解决这个问题,第一要让学生理解静摩擦力的特点和作用,第二让学生掌握对连结体(多个相互关联的物体)问题的基本处理方法――整体法与隔离法,即通常先取整体为研究对象,然后再根据要求的问题取某一个物体为研究对象。
在上例的基础上,再让学生解决下面的问题。
问题2:如图3所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的两个木块,木块间的动摩擦因数为μ。现用水平拉力F拉质量为m的木块,使两个木块以同一加速度运动,则水平拉力F最大为多大?
解析:在水平拉力F作用下,两个木块以同一加速度运动,取两个木块整体为研究对象,其水平方向只受一个力F的作用,根据牛顿第二定律知:F=(2m+m)a。
取2m为研究对象,其水平方向只受静摩擦力f作用,静摩擦力f提供木块2m运动的加速度。当木块间的静摩擦力达到最大静摩擦力时,刚好使两者发生相对滑动。根据牛顿第二定律可知:μmg=2ma,可以解出a=μg,所以水平拉力F=(2m+m)a=μmg。
如果取m为研究对象,其水平方向受水平向右的拉力F和静摩擦力f作用。静摩擦力f的大小和方向任然需要研究木块2m才能得到。分析可知,根据牛顿第二定律,F-μmg=ma,也能解出水平拉力F=μmg,但过程要比取2m为研究对象麻烦。
点评:通过此例让学生体会在处理连结体(多个相互关联的物体)问题时研究对象的选取方法,恰当地选取研究对象可以简化解题过程,并进一步巩固摩擦力知识。
在上例的基础上,再让学生解决下面的问题。
问题3:如图4所示,光滑水平面上放置质量均为2m的三个木块A、B、C,木块间的动摩擦因数为μ。现用水平拉力F如图所示拉木块A,使三个木块以同一加速度运动,试比较两个接触面上的摩擦力的大小。
解析:以B、C木块为整体作为研究对象,在水平方向它们的加速度由木块A和木块B之间的静摩擦力f来提供,由牛顿第二定律得f=4ma;取木块C为研究对象,它的加速度由木块B和木块C之间的的静摩擦力f来提供,由牛顿第二定律得f=2ma。因为三个木块以同一加速度运动,所以可知f>f。
点评:通过此例让学生掌握灵活的选取研究对象方法,学会分析两个接触面上静摩擦力的大小关系。学生不会做高考题,很大一部分就是因为学生不理解木块间的最大静摩擦力是μmg该怎么用,究竟是哪个接触面上的静摩擦力先增大到μmg。
以以上三个问题作为铺垫,学生基本上可以掌握2007年江苏高考物理试卷第六题的物理过程和物理思想的实质,再让学生此题,也就顺理成章了。
高考题解析:以两小物块和后边大物块为整体做为研究对象,在水平方向它们三物块的加速度由前边小物块和前边大物块之间的静摩擦力来提供,由牛顿第二定律得f=4ma;取后面那个2m的物体为研究对象,它的加速度由后面小物块和它之间的静摩擦力来提供,由牛顿第二定律得f=2ma。可知前面那个接触面摩擦力大。所以,前面大物块2m对前边小物块m向右的摩擦力大达到最大静摩擦力时,后面的还没达到。
如图5所示,当前边小物块和大物块之间的静摩擦力达到最大值μmg时,此时做为整体的三个物块加速度达到最大值,由牛顿第二定律得μmg=4ma,此时轻绳的拉力最大,再以后面大小物块为整体做为研究对象,由牛顿第二定律得,由上两式可得T=,答案B。
在解决问题的过程中,学生又提出了一些相关问题,例如如果水平面也有摩擦力,那么问题该怎样处理,等等。根据学生实际情况,同时为了强化本节课所学内容,我还设计了以下问题让学生课后练习。
问题:如图6所示,A、B两物块叠放在水平面上,质量分别为m=2kg,m=6kg,A、B间动摩擦因数μ=0.2,木块B与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s。试讨论以下问题:
(1)若用一个大小F=8N的水平外力拉B,使它们沿水平面运动,A、B两物块间的摩擦力多大?
(2)若用一个大小F=16N的水平外力拉B,使它们沿水平面运动,A、B两物块间的摩擦力多大?
(3)若要让A、B间产生相对滑动,拉力F至少为多大?
(4)若用一个大小F=8N的水平外力拉A,使它们沿水平面运动,A、B两物块间的摩擦力多大?
(5)若用一个大小F=16N的水平外力拉A,使它们沿水平面运动,A、B两物块间的摩擦力多大?
(6)若要让A、B间产生相对滑动,拉力F至少为多大?
(7)若木块B与桌面光滑,现给A施加随时间t增大的力F=kt,式中k是常数,试绘出A、B两物块的加速度a、a与时间的关系的曲线图。
这样在解决问题的同时,学生不但复习巩固了基本知识,而且学会了分析问题的方法,树立了信心。通过课堂讲解和课后练习,大多数学生都能掌握这一类叠加题问题的处理方法,以后在遇到此类题目,学生也能顺利解决,实现了做一道题,掌握一类题的目的。
传统的典型题讲解,由于难度较大,分析过程中学生容易忽略问题的实质,难于突破问题瓶颈。授之以鱼,不如授之以渔。因此,变式习题,既能降低难度,又能让学生认识到问题的本质,同时还能让学生掌握解题方法,何乐而不为。
总之,题不在多,多思则行。同学们在学习的过程中,将典型习题不断的进行拆解和变化,多思考,深挖掘,抓住问题本质,相信一定会取得非常显著的复习效果。
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