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指导学生自觉的将物理模型运用于实际问题。有些问题比较复杂或生疏,若能将熟悉的物理模型迁移至新问题,对解决问题可起到事半功倍的效果。例1发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点(如图3所示)。试将卫星在轨道1上经过Q点时的加速度与它在轨道2上经过Q点时的加速度相比较;卫星在轨道2上经过P点时的加速度与它在轨道3上经过P点时的加速度相比较。分析:不少学生因没有认清卫星沿圆形轨道和椭圆形轨道运行有什么区别,一律套用卫星匀速圆周运动的物理模型,用a=v2/r来比较加速度大小,实际上,当卫星沿椭圆形轨道运行时,万有引力等于向心力这一关系已不再普遍成立,卫星的速率要发生改变。卫星沿椭圆形轨道2经过QP两点时的轨道半径并不是圆形轨道1、3的半径,而应确定轨道2上QP两的曲率半径。如果学生始终陷入新设物理情景中不能自拔,则极易导致解题繁杂,甚至出错。既然需要比较卫星沿不同轨道经过QP两点时的加速度大小,则应抓住加速度这一关键性的词,分析产生、影响、决定加速度大小的因素,由牛顿第二定律公式入手,从而找到求解问题的突破口。审题,是一个细致而周密的思维活动。学生在审题中经常出现草率或受思维定势影响而不能正常审题的现象,如题目没读完,题意还没准确理解就套用公式进行运算,对题目中的关键语句视而不见,而凭主观想象自己加上与问题要求不同的条件。在审题训练中要纠正学生这种现象,加强对学生如何审题的指导,培养科学审题的习惯,以提高审题能力和审题质量。建立物理模型,是培养学生理论联系实际,加深对所学物理知识的理解和提高分析、解决实际问题能力的重要途径。教师平时应留心关注和收集生活、生产以及科学技术中存在的实例,包括当今前沿科学发展的最新动态,为物理教学提供丰富的积极性、主动性和创造性,提高建立物理模型的能力。3.学生要学会从实际问题中提炼物理模型。例2、有三个质量相等的钢球装置如图4所示。拉开小球1后放手,小球1将与2和3发生碰撞。没碰前小球1的速度为V,问碰后各球的速度如何?思考此问题时,思考者必须对球1跟球2与球3碰撞的情况设计一个物理模型。一个设计是把球2和球3看成一个整体,碰后2球和3球获共同的速度。根据弹性碰撞的理论mv=m/1+2nv2(1/2)mv2=(1/2)mvj+(1/2)2mV22解得:v1=-v/3,v2=2v/3另一种设计是把2球和3球视为独立的弹性球,1球先跟2球碰,因为两球质量相等所以2球获向右速度为,1球停下,速度为零;接着2球跟3球弹性碰撞,交换速度,2球静止,3球获向右的速度实验事实证明前者不正确,后者正确。由此可见物理模型必须接受实践的检验。总之,在物理模型的建立和分析的教学过程中,要摸清学生各种错误的思维方法,及时予以纠正。例如,学生受了绝对化的片面思维方法的影响,不理解物理学中采用的理想化的思维方法,以为理想化不精确,脱离实际,有时对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解,在实验中追求百分之自的精确度。这里我们就要及时指出物理模型的特点和功能,使学生明确物理模型的科学性,明确物理模型的条件性。及时纠正这类学生的思维方法,这也是培养和锻炼创新思维和创新能力的好途径。
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