樹(shù)立目標(biāo)意識(shí) 指導(dǎo)物理解題

樹(shù)立目標(biāo)意識(shí)指導(dǎo)物理解題湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué)胡雁軍解題目標(biāo)不僅是解題的終點(diǎn)，也是解題的起點(diǎn)、它控制著解題的整個(gè)思維過(guò)程，通過(guò)對(duì)思維課題的定向和注意、不僅能提高我們思維活動(dòng)的自覺(jué)性和針對(duì)性，而且還可以通過(guò)對(duì)思維活動(dòng)內(nèi)外信息量的控制，排除思維課題之外因素的干擾，刪除思維過(guò)程中多余的、錯(cuò)誤的因素，提高思維活動(dòng)的獨(dú)立性和批判性，使問(wèn)題得到迅速而準(zhǔn)確的解答，所以在解題時(shí)我們應(yīng)樹(shù)立強(qiáng)烈的目標(biāo)意識(shí)來(lái)指導(dǎo)物理解題。1、樹(shù)立目標(biāo)意識(shí)是探索解題思路的基礎(chǔ)解答物理問(wèn)題應(yīng)具有強(qiáng)烈的目標(biāo)意識(shí)，首先要確定解題目標(biāo)，把解題的重點(diǎn)放在分析、尋找解題的目標(biāo)上，使解題活動(dòng)始終圍繞著解題目標(biāo)進(jìn)行，“目標(biāo)是什么？”“如何才能達(dá)到目標(biāo)？”并由此展開(kāi)分析、探索、確定和調(diào)整解題方向最終達(dá)到解題目標(biāo)。[例1]用輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的小球掛起來(lái)，如圖I的左圖所示，今對(duì)小球a持續(xù)施加一個(gè)向左偏下30o的恒力，并對(duì)小球b持續(xù)施加一個(gè)向右偏上30o的同樣大小的恒力，最后達(dá)到平衡，圖1右方四張圖中，表示平衡狀態(tài)的圖可能是圖()(析與解)許多學(xué)生面對(duì)題中四個(gè)選項(xiàng)猶豫不決、他們似乎覺(jué)得這四種情形都有可能，其解題的困難主要出在解題時(shí)沒(méi)有明確的解題目標(biāo)，從而影響研究對(duì)象的確定，這時(shí)我可以直接觀察最終目標(biāo)——圖1右方四張圖：四圖中繩oa的形狀不同，因?yàn)槔K子的拉力始終沿著繩子的方向，所以通過(guò)分析繩子提供的拉力方向就可以確定繩oa的形狀，選取a、b及兩球間的繩子這一系統(tǒng)為研究對(duì)象，依受力平衡容易得出：繩oa對(duì)n球的拉力與系統(tǒng)的重力是一對(duì)平衡力，因此該題的正確答案為A。[例2]圖2中的A、B是一對(duì)平行的金屬板、在兩板間加上一周期為T(mén)的交變電壓u，A板的電勢(shì)UA=O，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間的變化規(guī)律為:在O-T/2的時(shí)間內(nèi)UB=U0。在T/2-T的時(shí)間內(nèi)，UB=UO;在T-3T/2時(shí)間內(nèi)，UB=UO；在3T/2-2T時(shí)間內(nèi)UB=UO；……現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)內(nèi)，設(shè)電子的重力和初速度的影響均可忽略。A．若電子在t=0時(shí)進(jìn)入，它將一百向R板運(yùn)動(dòng);B．若電子在f=T/8時(shí)進(jìn)入，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上;C．若電子在廣WT/S時(shí)進(jìn)入它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上;D．若電子在t=3T/8時(shí)進(jìn)入，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)。[析與解]此題的目標(biāo)量沒(méi)有直接給出，因此首先應(yīng)分清題意明確解題目標(biāo)，確定目標(biāo)量，電子在兩極板間是"一直向B板運(yùn)動(dòng)"還是"可能時(shí)而向B，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)?最后電子是否打在B板上？"著眼目標(biāo)，我們不難得出:前者取決于速度的方向，后者決定于電子的位移，速度的方向和電子的位移均可通過(guò)電子運(yùn)動(dòng)的速度~時(shí)間圖線集中而直觀體現(xiàn)，作出電子在A、B、C、D四種初始條件下的V-t圖象如圖3所示，由圖3易得正確答案為A和B。2．抓住聯(lián)系參量是實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)的跳板許多物理問(wèn)題特別是物理綜合題，它們往往牽涉到多個(gè)物體，而這些物體又常常參與多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程(或處于多個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、尋求多個(gè)物體和多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程(狀態(tài))之間的相互聯(lián)系，抓住它們之間的聯(lián)系量是突破此類問(wèn)題的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)的關(guān)鍵。[例3]在光滑水平面上有一個(gè)靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這個(gè)物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這個(gè)物體，當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體動(dòng)能為32J，則整個(gè)過(guò)程中，恒力甲做的功等于──J，恒力乙做的功等于──J。[析與解]題涉物體先后參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程:在恒力甲的作用下先向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后在恒力乙的作用下向右作返回式的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程之間的相互聯(lián)系是力的作用時(shí)間和物體發(fā)生的位移大小相等，因?yàn)轭}目涉及到力、時(shí)間和動(dòng)能，所以我們可以優(yōu)先應(yīng)用動(dòng)量觀點(diǎn)和功能觀點(diǎn)來(lái)求解此題，設(shè)物體的質(zhì)量為M，恒力甲F1作用時(shí)物體的末動(dòng)能為EK1，末動(dòng)量為P1，恒力乙F2作用時(shí)物體的末動(dòng)能為EK2，末動(dòng)量為比兩力的作用時(shí)間為t，作用的位移都是S。由動(dòng)能定理和動(dòng)量定理，在恒力甲作用時(shí)有: F1s=Ek1…………① F1t=P1=………………②當(dāng)恒力乙作用時(shí)，有F2s=Ek2-Ek1……③F2t=P2-(-P1)=+……………④①③得……⑤②/④得…⑥由⑤⑥兩式可得代入Ek2＝32J可得Ek1=8J,W2=Ek2-Ek1=24J.3.依據(jù)目標(biāo)意識(shí)是優(yōu)化解題思路的保證目標(biāo)是問(wèn)題要求的結(jié)果，是解題活動(dòng)中所做的每一步價(jià)值的評(píng)價(jià)標(biāo)淮，我們所選取的解題方法能否實(shí)現(xiàn)求解的最終目標(biāo)，解題過(guò)程中是否有多余的過(guò)程，是不是解決問(wèn)題的較佳方案等都是我們?cè)诮忸}過(guò)程中值得考慮的問(wèn)題，由于具體問(wèn)題的千差萬(wàn)別，其目標(biāo)特征也各不相同，解題時(shí)如果有強(qiáng)烈的目標(biāo)意識(shí)并善于抓住問(wèn)題的目標(biāo)特征就可以隨時(shí)監(jiān)控思維過(guò)程，使思維始終處在"正道"上，這樣也就可以以問(wèn)題的目標(biāo)特征為突破口來(lái)建立思維起點(diǎn)，簡(jiǎn)捷而合理地解題。[例4]如圖5，質(zhì)量為M=4K木板長(zhǎng)L=1.4m，靜止在光滑的水平地面上，其水平上表面右端靜放一質(zhì)量為m=1Kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)）。小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)ц=0.4若用一水平恒力F=28N向右技木板，要使小滑塊從木板上掉下來(lái)，力F的作用時(shí)間至少多長(zhǎng)（不計(jì)空氣阻力g取lOm/s2）(析與解)該題直接給出了解題目標(biāo)一一木板在恒力F的作用下，使小滑塊從木板上掉下來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的情況有二種:一是小滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到從木板上掉下來(lái)的過(guò)程中，F(xiàn)一直作用；二是F在小滑塊從木板上掉下來(lái)前只作用一段時(shí)間顯然第二種情況滿足“力F”作用時(shí)間最短。這一目標(biāo)要求，進(jìn)一步分析可知，第二種情況中當(dāng)小滑塊即將從木板上掉下來(lái)時(shí)，二者達(dá)到共同速度（設(shè)為），所求時(shí)間t最短。由于題目涉及兩個(gè)物體，初始條件為質(zhì)量、力、最終目標(biāo)為t，所以建立初始條件與最終目標(biāo)聯(lián)系的最佳途徑是以M、m組成的系統(tǒng)為對(duì)象，應(yīng)用動(dòng)量定理對(duì)兩物速度為零到小滑塊即將掉下這一過(guò)程列式Ft=(M+m)v..............................①①式中最終目標(biāo)量t外還有V未知，下面求中間量v,對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理得FS-цmgL=(M+m)v2/2-0…………②在②式中，S是木板在F的作用不做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移，未知，列它與最終目標(biāo)量t的關(guān)系式S=at2/2=（F-цmg)t2/2M……③由以上三式代入己知數(shù)據(jù)得:t=ls解題時(shí)樹(shù)立目標(biāo)意識(shí)是為了對(duì)思維進(jìn)行調(diào)控，對(duì)思維調(diào)控的目的是使思維更趨于目標(biāo)但這并不說(shuō)，在物理解題過(guò)程中必須采