假设法在高中物理教学及解题中的应用例析

发表时间:2020/9/23   来源:《教育学文摘》2020年15期   作者:蒋培华
[导读] 假设法是一种重要的物理教学思想方法,在高中物理教学中,其有着广泛的运用,它不仅为教学及解题提供了便利,更为培养学生创新能力开辟了途径
        蒋培华
        溧阳市竹箦中学,江苏  溧阳  213300
        摘要:假设法是一种重要的物理教学思想方法,在高中物理教学中,其有着广泛的运用,它不仅为教学及解题提供了便利,更为培养学生创新能力开辟了途径。
        关键词:假设法;物理教学;例析
        假设法,是一种科学的思维方法,这种方法以客观事实为依据,对物理量、物理条件、物理状态、或物理过程等进行合理的假设,然后根据物理概念和物理规律分析、推理和计算,从而使问题化难为易。在高中物理教学及解题的过程中,假设法有着比较广泛的应用。
        一、对物理量是否存在时的假设
        如弹力有无的判断。对于形变较明显的弹簧,可以观察其形变情况做出直接判断;对于微小形变,难以直接观察,无法判断有无弹力,通常需要通过假设法:先假设与研究对象相接触的物体,没有接触,然后分析研究对象的运动状态是否发生变化。若状态变化,则存在弹力。反之,则不存在弹力。
        例1 如图所示,细绳下悬挂一小球D,小球与光滑的静止斜面接触,且细绳处于竖直状态,则下列说法中正确的是(  )
         A.斜面对D的支持力垂直于斜面向上    
         B.D对斜面的压力竖直向下
         C.D与斜面间无相互作用力
         D.因D的质量未知,所以无法判定斜面对D支持力的大小和方向
分析:在上图中,运用假设法,发现小球前后运动状态不变,得出小球和斜面之间不存在弹力
        二.对物理量发生变化时的假设
        处理热学中的气体变质量问题。理想气体状态方程只适用于定质量的理想气体的变化过程,但有些问题中气体的质量是变化的,如打气、放气等。如果采取一些巧妙的假设,可找到符合理想气体定律适用条件的研究对象,从而将变质量问题转化为定质量问题。
        例2  如图所示,水平放置粗细均匀的玻璃管,管口用橡胶塞封住,一可自由移动的活塞将玻璃管内分隔为A、B两部分,两部分中均有理想气体.开始时活塞静止,A部分气体的体积是B部分气体体积的2.5倍,其压强均为P.现松动橡胶塞,使B中气体向外缓慢漏出,整个过程中气体温度保持不变.当A部分气体的体积变为原来的1.2倍时,再将橡胶塞塞紧,求B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比.(不计活塞与管壁间的摩擦)

        分析:B中剩余气体与漏气前B中气体的体积比,就属于变质量问题,不能用理想气体状态方程求解。如果将B中剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体状态方程求解
        三.对物理实验条件的假设
        在《牛顿第一定律》的教学中,介绍伽利略在研究力与运动关系的有关实验时(如右图):他观察到当一个球沿斜面向下滚动时,它的速度将变大,而向上滚动时,它的速度逐渐变小。他由此猜想,当球沿水平面滚动时,它的速度应该是不变的,而实际上球在水平面上滚动时会越来越慢,伽利略认为是由于摩擦阻力的作用,他假设推断,若水平地面是绝对光滑的,球将一直滚下去。
        伽利略的实验整个过程,都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的,而绝对光滑的斜面是不存在的,所以牛顿第一定律是无法用实验验证的,只能用假设法,理论逻辑推理得出结论。
        四.对物理过程进行假设
        高中阶段物理,我们知道匀变速直线运动的位移公式求位移,但对于加速度变化的直线运动,其位移、平均速度如何求解呢? 我们没有具体的公式可用,如果遇到以下类似的问题,我们就可以运用假设法来解决:
        例3 某物体做直线运动,物体的速度-时间图像如图所示。若初速度的大小为v0 ,末速度的大小为v1,则在这段时间t1内物体的平均速度是(    )

A. 等于1/2(v0+ v1) B. 等于1/2(v0+ v1)  C. 等于1/2(v0+ v1)  D. 条件不足,无法判断  
        分析:上图中,物体并不是做的匀变速直线运动,虽然图像与坐标轴围成的面积表示该时间内发生的位移、平均速度,无法求得。假设这个过程是初速度为v0,末速度为v的匀加速直线运动,这个问题便迎刃而解。
        五.对物理“结论”假设
        所谓假设“结论”,就是首先提出某个结论是正确的,接着以它为前提分析、推理,如果出现和已知条件相矛盾,则假设“结论“错误,反之,则正确。
        综上所述,假设法的运用,不仅为快捷解题提供了便利,更为培养学生的创新能力开辟了途径。同时我们也要看到在解决一些较难的逻辑推理时,我们需要找准假设的突破口,需要同时运用其他方法相结合,才能将假设法发挥其最大作用。
        参考文献:
        [1]  刘周全  张洪波  假设法探讨 [J] . 锦州师范学院学报 , 1999,(2).
        [2]  高庆文  高中物理常用解题技巧分析 [J] 高中数理化 2014 ,(10).
       
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