↑我是乘风,坐标南京,专注高中物理教学。关注我,每天分享一个物理学习小知识。很多家长到了高三,经常会问我,孩子进入高中,物理学习的关键是什么?我的回答始终如一:高一的基本功,决定了整个高中物理的天花板。高中物理,是一条主线配以多条支线:力学是这条主线的根基,其他的热力学、电场、磁场、动量……都是从力学中开枝散叶的支线。受力分析:从“把力画对”开始
毫不夸张地说,很多同学在高一第一学期,就在最基本的受力分析上“栽了跟头”。要么画不全,漏掉关键的弹力或摩擦力;要么画多了,凭空想象出一些不存在的力;要么就是方向定不对,尤其是在摩擦力上。我之前带过一个高二的男生,有次解一道汽缸活塞的题目,他列的式子乱七八糟,算出来大气压强是600多千米高的水柱。我指着他的式子问:“重力朝什么方向?大气压力朝什么方向?封闭气体的压力又朝什么方向?”几个问题接连抛过去,他才恍然大悟,原来自己连力的方向都没分析清楚。再比如斜面上受力问题,当时是一个高一女生的月考,她画完重力支持力摩擦力之后,又来了个沿斜面向下的“下滑力”。最后用动能定理的时候,因为她这个失误,把重力做功算了两遍,解出来动能是个负值,居然还很心大地写到试卷上了。我反问她,这个“下滑力”是谁施加给物体的。她还跟我杠,说没人施加给它,这个力就是客观存在的啊。我再反问,那你意思是这个力可以脱离施力物体存在了?她不说话了。然后我从重力分解的角度,带着她一步一步梳理过程,帮她搞明白为什么有这样一个看似存在的“下滑力”。受力分析是物理大厦的“地基”,地基不稳,后续所有关于运动、能量、动量的学习都会摇摇欲坠。牛顿运动定律:逻辑思维的“试金石”
牛顿运动定律,尤其是第二定律F=ma,是高一物理的绝对核心,也是培养物理学科严谨逻辑思维的最佳载体。一个最简单的例子:课本上明明白白写着F=ma,但一个学期下来,仍有一大半的学生会忘记这里的F指的是合外力。做题时看到一个力,不管是不是合力,就急着往公式里代,能算对就有鬼了。再复杂一点,比如多过程问题:一个物体先被拉着加速,然后拉力撤去,物体滑行,最后又被反向拉着减速。要完整分析这个过程,需要孩子有清晰的过程分段意识和连贯的思维链条,这又会筛掉一批思维跳跃、不够细致的孩子。再往难了说,至于高一下学期乃至高二会遇到的难点,如传送带模型、连接体问题、板块运动模型,无一不是建立在扎实的牛顿第二定律分析基础之上。必须把物体受到的每一个力都画清楚、算明白,求出准确的合力,再代入公式。学习物理最忌讳的就是浮躁,看到数据不假思索就直接套用,这往往正中命题人下怀。值得一提的是,很多同学看到什么某音、某书上面层出不穷的大招,一会儿“摩擦角”,一会儿“全反力”,觉得很牛逼。我上新课是从来不教所谓“大招”的,而且我也建议这些零碎的知识不要乱学乱用。尤其是在中等生群体中,往往对“大招”的适用条件一知半解,随便乱用很容易出错。而且学了太多零碎的技巧,反而不利于整个知识体系的搭建。扎扎实实地按照课本知识来一步一步推,至少还能随时知道自己错在哪,好让自己看到一个“进度条”。函数思维:物理是“数学的应用题”
想不到吧,最后一点其实不是物理知识,而是数学中的函数。这里的函数,不限于一次函数,还包括反比例函数、三角函数、乃至椭圆方程、基本不等式等。为什么我要特别强调这个?因为在我看来,高中物理题,本质上就是披着物理外衣的数学应用题。物理规律提供了方程,而求解方程、分析结果,全靠数学工具。就比如说反比例函数,高二的同学刚学完热力学。p-V图像中,如何判断温度高低?要看气体状态落在哪条等温线上。而等温线是反比例曲线,孩子必须对反比例曲线图像非常熟悉,才能清晰判断哪条曲线对应的温度更低。再比如基本不等式,高一的同学已经开始接触电场,肯定遇到过一个经典问题:两个带电量总和一定的小球,电量如何分配时,库仑力最大?结论是电量相等时。这个结论的推导,正是利用了基本不等式“一正二定三相等”的技巧。如果对基本不等式不熟练,物理结论就成了死记硬背的公式。如何培养这种思维? 功夫在平时。函数是高一数学的重点,要引导孩子不仅会算,更要会“想”。对于一次函数 y=kx+b,自己动手画画,当斜率 k 的绝对值增大时,图像如何变得更“陡峭”?对于三角函数,理解角频率 ω 增大时,图像是如何在横向上被“压缩” 的?对于基本不等式,4类常见平均数(调和平均数、几何平均数、算术平均数、平方平均数)的大小关系是否了解于心?什么时候能取等号?在脑海中建立函数图像随参数动态变化的图景,这是将数学工具熟练应用于物理问题的关键。写在最后
高中物理的学习,是一个系统工程。它环环相扣,前一环的薄弱,必然成为后一环的障碍。受力分析是“观察”世界,牛顿定律是“解释”世界,而函数思维是“量化”世界。这三项基本功,共同构成了物理学科核心素养的底座。扎扎实实走好高一的每一步,未来的道路才会越走越宽。↓我是乘风,关注我,每天分享一个物理学习小知识,总有一个能帮到你。
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