编写物理习题需要注意的问题

一、编写的习题必须符合科学性

科学性是教师编写习题时首先需要注意的问题。科学性要求习题中叙述的物理现象和物理过程必须以事实为依据,习题中涉及的物理量的量值要符合生活实际,不能随意捏造。对于这一点,有些教师编写习题时注意不够,因此出现了科学性的错误。例如,为学生学习动量守恒, 有的教师编写了这样一题。

如上图,两个物体在光滑的水平面上沿同一方向运动,经过一段时间,两物体发生碰撞,已知 m1=4 千克,m2=2 千克,碰前 v10=3 米/秒, v20=1 米/秒,碰后 v1=1 米/秒,求另一物体的速度 v2=?

根据动量守恒:m1v10+m2v20=m1v1+m2v2 解得:v2=5 米/秒

从表面上看,此题的内容和解法都没有问题,但是深入分析就会发现题目本身就存在着科学性的错误。

分别计算一下碰撞前后两物体的总能量

碰前: 1 2 1 2 焦耳

2 m1v10 + 2 m2 v10 = 19

碰后: 1 2 1 2 =27焦耳

2 m1v1 + 2 m2 v2

题目中没有说明两物体的碰撞是否是完全弹性碰撞,但是即使按完全弹性碰撞考虑,碰撞后的总能量只能等于碰撞前的总能量,而不可能增加。但是根据此题所给的数据计算,碰撞后的总能量增加了,这显然不符合物理规律。

出现这类隐蔽性的错误是由于教师编写习题时考虑问题不全面造成的。这里教师只考虑了怎样让学生练习动量守恒,而没有考虑动量和能量的相关性。

有些教师编写习题时,往往只注意题中直接给出物理量的量值是否合理,而没有考虑由此推导和计算所能得出的其他物理量的量值的合理性,从而得到像通草球带电 n 库伦,通过白炽灯的电流 900 安培等脱离生活实际的结论。

因此教师编写习题时,要有效地避免科学性的错误,应该对题目中涉及的物理过程和相关物理量的量值进行全面的分析,不能掉以轻心。

二、编写的习题应该具有针对性

学生开始学习某个物理概念或物理规律时,教师可先从课本或教学参考资料上选取一些基本练习题供学生练习用。当学生对概念和规律的主要特点有了初步的认识,在此基础上,教师再根据学生的具体情况, 有针对性地编写一些习题供学生练习,可以帮助学生完善和深化对知识的认识。

因此,教师编写习题前,先要分析学生在知识的理解和运用过程中存在的问题,在具体编写时,还要充分考虑学生已有的知识水平和能力水平,使编写的习题具有启发性。

有针对性地编写习题,可以使学生的练习少而精。有意识地培养学

生学习时抓住要点,举一反三的学习能力。

三、编写的习题力求体现灵活性

一题多变指对题目的已知条件或待求量作些变化,然后进一步求解。通过一题多变的训练,可以帮助学生认清物理概念和规律的特点, 在思考问题的方法上对学生有所启迪。

例如这样一题,水平地面上有一质量为 2 千克的物体,如果用 9.8 牛顿的力沿图示方向拉此物体,求摩擦阻力(设静摩擦系数与滑动摩擦系数均为 0.4)。

有的学生这样求解:

f=μ×(mg - fsin30°)

=0.4×(2千克×9.8米/秒2 − 9.8

=5.9牛顿

1

牛顿× )

2

如果告诉学生答案正确,但考虑问题的方法不对,学生往往会不以为然。但是如果其他条件不变,把题中的拉力改为推力,仍然求摩擦阻力,按上面的思路。

f=μ×(mg+Fsin30°)

=0.4×(2千克×9.8米/秒2 +9.8

=9.8牛顿

1

牛顿× )

2

这时答案便错了,由于水平推力F' =F×cos30°=9.8牛顿× 3/2

=8.5牛顿,水平推力小于最大静摩擦力,物体没有运动,摩擦阻力应

该等于水平推力,为 8.5 牛顿。

这里通过已知条件的变化,能够使学生认识到,解此类问题,比较拉力或推力的水平分量与最大静摩擦力的大小,确定物体是否运动是必不可少的。另外还可以提示学生,解物理习题最后答案正确,并不能说明解题方法就一定正确,从而引起学生对解题方法的重视。

多给已知条件指题目所给的已知条件有些可以不用即可以得到所求的答案。通过多给已知条件的解题训练,可以使学生认识到,在解决生产和生活中的实际问题时,需要从现实存在的诸多条件中自己选取所需要的条件,而不可能根据已知的全部条件去选公式,凑答案。让学生经常体验用所学的知识解决实际问题的情景,有助于增强学生学习的主动性和自觉性。

似乎少给已知条件指从题目所给的已知条件出发,似乎题目无法求解,但是通过深入分析,去除无关因素,最终还是能找到解题的途径。例如,如图所示,在一个平行板的匀强电场中,有一个带负电的小

球处于静止状态,小球距下极板 0.8 厘米。开始两极板间的电势差为 300

伏,现在如果把电势差减小到 60 伏,问小球下落到下极板处需要多长时间?(g 取 10 米/秒 2

拿到此题,学生根据牛顿第二定律和自由落体的运动规律可列出三个方程。

静止时 mg-(uq/d)=0 (1)

下落时 mg-(u′q/d)=ma (2)

h=at2/2 (3)

方程中 m 和 q 分别表示小球的质量和带电量,d 表示两极板的间距, u 和 u’分别表示变化前后两极板间的电势差,a 和 t 分别表示小球下落时的加速度和下落到下极板处所用的时间。

对照已知条件可知,m、q、d、a 和 t 都是未知量。三个方程五个未知量,又列不出其他方程,学生往往会感到困惑,认为根据题目所给条件无法求解。

但是深入分析就会发现,只要从(1)式和(2)式中求出加速度 a,代入(3)式便可以求得时间 t。

把(1)式和(2)变形得:mg=uq/d (4)

m (g-a)=u′g/d (5)

  1. 式和(5)式两边相除,可求得 a=4q/5,代入(3)式求得 t=0.045秒。

似乎少给已知条件的解题训练,常常可以强迫学生思考,提高学生运用数学解决物理问题的能力,有助于培养学生知难而进,积极进取的心理素质。

(刘建华文)