1、1机械能守恒定律的应用复习案例教材中的例题都是很典型的，是经过精选，具有一定代表性的。中学物理教学中，对基本定律、定理教学，例题教学占有相当重要的地位。搞好例题教学，特别是搞好课本例题的剖析教学，不仅能使学生加深概念、定律、定理等基础知识的理解和掌握，更重要的是在开发学生智力，培养和提高学生的学习能力、思维能力和解决问题的能力等方面，能发挥其独特的功效。剖析课本例题，还可以减轻学生课业负担，使学生饱受题海之苦。本文针对新教材“机械能守恒定律的应用”例题剖析谈谈本人的一点体会。1 纵向剖析，积极思维，培养学生的学习能力 教师应分析这个例题从已知到结论涉及哪些知识点；例题中哪些是重点、难点和疑点；
2、例题所用的物理方法和物理思想是什么；分析哪一步是解题关键，哪一步学生容易犯错误等等，事先都要有周密的考虑和安排。新教材“机械能守恒定律的运用”这两个例题难度虽不大，但对于刚步入高中的高一学生来说还是有一定的“高度” 。本例题涉及的知识点主要有动能、势能、功、圆周运动等。重点是在受力分析的基础上，判断各个作用力做功有无、正负、大小。难点是判断系统在运动过程中机械能是否守恒。本例题所涉及的物理思想是转化与守恒思想。例题 1. 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑，如图一，斜面高 1m，长 2m。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？纵向剖析受力分析：斜面光滑，物体与斜面间的摩擦力不计，又不计
3、空气阻力，物体只受重力和斜面支持力的作用。做功分析：斜面对物体支持力方向始终与物体的运动方向垂直，不做功。重力方向为竖直向下，与物体的运动方向不垂直且小于 90o，做正功。守恒分析：物体从斜面顶端 A 滑到底端 B 的过程中只有重力做功，物体（和地球组成的系统）机械能守恒。动能 Ek、势能 Ep 分析：选物体到达斜面底端 B 时所在的水平面为参考平面。物体在开始下滑时设为初状态，E kA=0，E pA=mgh。物体到达斜面底端时为末状态，E kB=mv2/2，E pB=0。列式求解：E kA+EpA= EkB+EpB例题 2. 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图二） ，摆长为L， ，
4、最大摆角为 。小球运动到最低位置时的速度是多大？纵向剖析受力分析：小球在运动过程中空气阻力不计，小球只受到重力和悬线拉力作用。做功分析：悬线拉力始终与小球的运动方向垂直，不做功。小球从最大摆角运动到最低点 O 的过程中，重力作正功。守恒分析：小球在摆动过程中，只有重力做功，所以小球（和地球所组成的系统）机械能守恒。2动能 Ek、势能 Ep 分析：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最大摆角时为初状态，初状态的动能 Ek1 =0，重力势能 Ep1 =mgL(1cos)。小球在最低点时为末状态，末状态的动能 Ek2 = mv2/2，重力势能为 Ep2 =0。列式求解：E k1+Ep1
5、= Ek2+Ep2本两例题的成败关键是分析系统在运动过程中能量的形式，判断系统在运动过程中机械能是否守恒，也就是要防止学生不进行守恒条件的判断而直接列式解题。因为转化与守恒思想是高中物理思想一个质的飞跃，对于高一学生是很陌生和不习惯的。如果我们把该例题看得很简单，讲解时轻描淡写，学生只能知其然，而不知其所以然。实足证明，如果物理教师能把课本中的例题剖析得透一些，讲解得精一些，引导学生积极思维，使学生真正领悟，则必将提高学生的解题能力，使学生摆脱题海的困境。2 横向剖析，一题多思，培养学生的发散思维能力即剖析例题的多解性。课本上的例题一般只给出一种解法，而实际上许多例题经过认真的横向剖析，能给出
6、多种解法。课堂上剖析例题的多解性，对集中学生的学习注意力，养成良好学习习惯，培养学生思维的发散性都有很好的作用。下面以“例题 1”为例一题多思，横向剖析。解法 2利用牛顿第二定律和运动学公式求解。分析：物体从 A 沿斜面运动到 B，做初速度为零的匀加速度直线运动。物体只受重力和斜面支持力作用。设斜面的倾角为 ，则物体沿斜面的加速度为 a=gsin， AB 斜面长 L=h/sin.由公式：V B2V A2=2aL 可得VB= = =4.4m/saLgh解法 3利用动能定理求解。分析：物体从 A 沿斜面运动到 B 的过程中，受到重力和斜面支持力的作用。由于斜面支持力始终与物体的速度垂直，不做功；重
7、力做功 W=mgh；动能变化量 E k=mVB2/2由动能定理可知：W=E k即：V B= = 4.4m/sgh2如果我们对课本例题的解法来一个拓宽，探索其多解性，就可以重现更多的知识点，使知识点形成网络。这样，一方面起到复习和强化知识点的作用，另一方面培养了学生的求异思维和发散思维的能力。3 “变题”剖析，一题多变，培养学生的创新能力即改变原来例题中的某些条件或结论，使之成为一个新例题。这种新例题是由原来例题改编而来的，称之为“变题” 。 “变题”已经成为中学物理教学中的热点，每年的“高考”试题中都有一些“似曾相识题” ，这种“似曾相识题”实际上就是“变题” 。例如，2002 年高考理科综合
8、能力测试第 30 题（题略）与 1990 年全国普通高考物理试卷第 21 题对比可以看出，32002 年的第 30 题是由 1990 年 21 题演变而来，但不是机械重复，而是改变条件、改变情景、改变设问，推陈出新。改编例题是一项十分严谨、细致而周密的工作，要反复推敲，字斟句酌。因此，教师如果要对课本例题进行改编，必须在备课上狠下功夫。 下面针对例题 1 和例题 2 进行如下改编。通过一题多变， “变题”剖析，推动学生思 维矛盾运动，激发学生的探索欲望，培养学生的创新能力。在引导学生探索解决问题的过程中，要充分发挥思维定势的积极作用，不断丰富学生的思维模式，让学生从变化中找出不变，注意知识和方
9、法的迁移，训练学生思维的广阔性、灵活性和周密性，培养学生的能动性。如果我们广大物理教师也能象高考命题一样去研究“变题” ，那么必将激发学生的学习情趣，培养学生的创造性能力。当然，在研究“变题”时，除了严谨性、科学性以外，还应当注意以下几点：要与“主旋律”和谐一致。即要围绕教材重点、难点展开，防止脱离中心，主次不辩。要变化有度。即注意审时度势，适可而止，防止枯蔓过多，画蛇添足。要因材而异。即根据不同程度的学生有不同的“变题” ，防止任意拔高，乱加扩充。物体从光滑曲面顶端由静止开始下滑求物体滑到曲面底端的速度？固定于地面上光滑半圆槽顶端静止下滑，求物体滑到半圆槽底端的速度?物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑求物体滑到斜面底端的速度？摆长为 L，从最大摆角为 释放，求小球运动到最低点时的速度？摆长为 L，从最大摆角 =90 o 释放，求小球运动到最低点时的速度？摆长为 L，从最大摆角 =120 o 释放，求小球运动到最低点时的速度？
