物理学习困惑及段考试卷分析

同学们,考试成绩陆续出来,大家看到成绩都有沮丧、继而感到迷茫、不知如何着力的无助焦虑之感。同学们,这种感觉是人之常情,也说明大家在乎自己的学习。

你们有很多人谈到课听得懂,可是考试成绩很差,也就是你们通俗讲的“一听就懂,一做就蒙”。这是什么原因呢?从理科学习来讲(他们具有相似性),课堂上讲的是基本的原理(表现在物理上就是基本的概念、定义、定律及定理),而且课堂上讲的习题也是这些知识的简单应用(由于课时所限,比如物理),无法大量展开地讲,但是具体的应用是非常丰富复杂的(比如这次的数学),这在客观上导致你们成绩不理想。

那我们有什么办法学好理科呢?应该如何做呢?首先在基本的原理上要理解,这是应用的基础,比如要理解加速度的定义、区分它与速度、速度变化量,比如能推导出逐差法计算加速度的式子,只有从源头上理解了,应用就只是量变到质变的问题;然后就是通过一定量有梯度的习题的训练与应用,在应用中我们对知识进行了全方位的深入理解,将它变成了自己的知识;最后我们要学会个性化地对知识、方法的总结,能做到举一反三、触类旁通,这也是区分会读书与不会读书学生的关键。

那在具体的解题过程中,我们的思维导向何方?我们要遵循哪些基本的解题步骤呢?我有提到过,就是三个步骤,一是审题,审题包括看文字与图像的信息,明确物体的运动情况(或受力情况)、已知条件与必求条件;二是应用相关的物理知识(物理的概念、定义、定律及定理)建立可求解的方程(这里体现了对物理知识的理解、迁移与应用,是物理的本质所在);三是根据数学知识求解,有时需要对结果进行讨论。

下面对第二次段考试题进行详细的分析,分析的步骤是:学生困惑的地方——审题——应用物理知识——得出结果——小结。

单项选择题:

第1题:这是学生在电视中看过的情景,摄影师追着运动员拍摄,运动员的景象一直出现在摄影机上,他与运动员间是相互静止的,而相对运动员背景是运动的。所以摄影师选择运动员为参考系(参照物),则背景是运动的。这题需要认识到物理上描述物体的机械运动时,需要选择参考系,选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。

第2题:质点是物理学中基本的概念,它的表述是:当物体的形状、大小或体积在所研究的问题中影响不大时,可以忽略物体的这些因素,用一个有质量的点代替这个物体,质点是一种理想化的模型,体现了物理学中抓住主要因素、忽略次要因素的思维方法。显然在选项中,除了马拉松运动员可以用“质点”代替,其他项目都不能,看成“点”就无法判断出他们成绩的高低了。

第3题:这题考察位移与路程的区别,前者表示物体运动中位置的变化,用数学上的“有向线段”可以清晰表达,后者是表示物体运动实际轨迹的长度,前者是矢量,后者是标量。

第4题:这题考察加速度的定义式,重点是理解它的矢量性(即方向性),具体表现为末速度的方向为“反方向”,代入数据求解即可。

第5题:这题已知两段过程的平均速度,计算全程的平均速度。学生还是想当然的用两个平均速度相加求平均值,这是算出两个速度的平均值,不是整段过程的平均速度。整段过程的平均速度一定是按照平均速度的定义式求解,即这段过程的位移与对应时间的比值。当然这题恰巧用前者方法也算出正确的答案,如何换一个数据,答案就不一样了。

第6题:借助我国今年10月的探日卫星考察速度与加速度的区别。注意题意是说“点火瞬间”,此时火箭处于“要动而未动”,速度还是很小,甚至是零,可是有大量的火焰喷出,产生极大的反推力,也就是产生极大的加速度。这题在学过牛顿第二定律与动量守恒之后,会理解得更透彻。

第7题:此题考察速度图像,需要认识图像的信息:直线的含义——匀速或匀变速直线运动;直线的斜率——反映速度随时间变化情况,表示加速度的大小与方向;直线转折的含义:加减速情况发生改变;与横轴交点的含义——运动方向(速度方向)发生改变;图像与轴围成几何面积的含义——表示物体运动的位移大小与方向。同学们要理解这些信息,并按照这个信息自己判断。

第8题:考察弹力与摩擦力产生的原因、方向与大小的决定因素。简直不能再简单了。

第9题:考察滑动摩擦力的方向与大小。注意要开始学习受力分析了,此物体开始运动是在惯性作用下,并没有受到一个向左的推力,相反,该物体在水平向右方向上受到滑动摩擦力与10N外力。由于外力是水平方向的,则竖直方向重力与压力大小相等,根据滑动摩擦力公式,可快速得出其大小与方向。如果外力不是水平方向的呢?压力大小还等于重力吗?

多项选择题:

第10题:此题考察自由落体运动的规律,实际上就是考察更简单的匀加速直线运动的规律。选择是适当的公式,可以快速求解出答案。

第11题:此题考察匀变速直线运动的推论,根据初速为零的匀加速直线运动的位移、速度公式,已经推导过各种比例式,此题直接可以套用。

第12题:此题是选择题中最让人困惑的题目,相比于速度图像,位移图像似乎更抽象一些。总结一下:直线或曲线的含义:直线表示静止或匀速直线运动、曲线表示变速运动 ;曲线(包括直线)斜率的含义——表示速度的方向与大小;图像交点的含义——表示相遇(追上)。这题还需要明确抛物线的表达式是怎样的?它说明了什么?还有如何在图像或在思维中判断两物体相距最远或最近?你能分析或举出实际的例子吗?

实验题:

第13题:考察物体通过光电门速度的计算以及加速度定义式,前者是重点。理解了光电门计算瞬时速度的原理,这题就非常简单了。

第14题:考察打点计时器研究匀变速直线运动,具体是打点计时器工作原理(交流电产生磁性的变化从而带动振针上下运动,如果通直流电,则振针一直被排斥或被吸引,而不会周期性的打点)、探究所需要的仪器(为什么需要刻度尺),使用注意的事项(如果先释放纸带再通电会怎么样?)、物体在某个瞬间的速度以及物体运动的加速度。

首先要明确速度的计算方法:由于物体做匀变速直线运动,前提是这个运动,再根据匀变速直线运动的速度推论即某段时间的中间时刻速度等于这段时间的平均速度(不理解的同学可以通过作速度图像,将三个速度关系彻底理解)计算出B点的速度,当然要注意位移单位的换算与时间的确定。然后要理解加速度的计算原理(不能只是记住,物理不是文科,不需要背诵):根据匀变速运动位移公式的推导出相等时间相邻位移差为\Delta s=at^2 ,当然不相邻则为s_{n} -s_{m} =(n-m)at^2 ,在具体的实验中计算加速度时,为了减少误差,采用的是后面的式子,以6段位移为例,则有:a =\frac{a_{1} +a_{2}+a_{3}  }{3} =\frac{(s_{4}-s_{1} )+(s_{5} -s_{2})+(s_{6} -s_{3} )  }{3\times 3t^2 } =\frac{(s_{4}+s_{5} +s_{6}  )-(s_{1}+s_{2}+s_{3} )   }{(3t)^2 }

其实这个的结果也是“相邻位移差”的应用,只是变成了更大的相邻位移,时间也改变了,不明白的,自己推导一遍,现在你们明白叫“逐差法计算加速度”的缘由了吗?

第15题:此题考察弹簧弹力与形变量关系的探究,具体考察弹簧的读数、描点作图以及通过图像获取信息。首先不管读什么数据,都需要估读,这是科学精确度的要求;然后在描点时一定尽量准备,点要描得清晰细小,作图时一定是画直线或流畅的曲线(高中都是画直线的),不可以画折线,即便有偏离直线的,或者是描点不准或者是误差导致的,只需要使尽量多的点分布在直线上或者分布两边要均匀一些,这样画出的直线才更接近真实的关系。

然后根据图像与表达式的一一对应关系,很容易得出图像的横截距与斜率的物理意义,这在任何图像中都是相同的用法。

计算题:

第16题:依然考察弹力与形变关系即胡克定律的应用,根据题意,得出弹簧的两个弹力(弹力与重力平衡,所以相等)与对应两个弹簧总长度,两次将弹力与总长代入F=k(L-L_{0} )列出两个方程,求出两个未知数。此题是弹簧被拉伸的情况,如果它被压缩,胡克定律应该写成怎么样的推导式子?

第17题:此题结合汽车追及与安全的问题考察匀变速直线运动规律的应用。题意为:A车在前方匀速行驶,B车在后方紧急刹车。第一问根据B车的初末速度与位移,可以计算出加速度;第二问计算B车减速到与A车共速时所需要的时间,已知初末速度与加速度,可以计算出时间;第三问在第二问计算出时间的基础上,在这个时间下A车匀速运动的位移。这几问,想想看,真的有难度吗?

第四问通过计算,判断两车是否会相撞。想想看,两车相撞的条件是什么?有同学会想,比较B车刹车到停止时所走的距离与“A车行驶距离和初始距离的总距离”,是这样吗?想想看,如果B车减速到10m/s都没有撞上,后面还有机会撞上吗?所以真正的条件是什么?

是比较他们共速时,也就是距离最近时,是否撞上,后面你会算了吗?

希望同学们认真审视每次考试的每份试卷,透过试题你会发现自己的问题,只有你是你自己最好的老师!

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