提高高中学生物理计算能力的策略

刘爱民

高中物理对大多数人来说是很难学的，这是毋庸置疑的。整个高中物理是比较抽象的，而且都是定量的，计算要求比较高，所以要学好高中物理，正确的方法与技巧是必不可少的，甚至是致命的，对此作为一名物理教师，笔者针对物理计算能力如何提升的问题谈谈自己的观点：

1.全面、深入、准确地理解物理概念、物理规律

物理学科的知识点都是有规律的，例如：对力的概念的理解包括对具体的力（重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑兹力等）的概念的理解，包括对一般抽象的力的概念的理解，还包括力作用于物体产生不同效果的理解，等等。我们需要从不同角度理解力的概念，在繁杂的力学问题中，在带电粒子在电场和磁场的运动问题中，遇到各种各样的力，通过这些问题不断加深对不同性质的力的理解，不断加深对抽象的、普遍的力的概念的理解。如静摩擦力可使物体加速，也可使物体减速，可以做正功、做负功、不做功，但一对静摩擦力总不做功（做功代数和为零）。洛仑兹力的方向总跟速度垂直，总不做功，它只改变速度方向不改变速度大小，这是洛仑兹力的最大特点，其他力都不具有这一特点。力产生加速度，反之如果发现物体有加速度就判定一定有力产生等。深刻理解这些概念和规律后才能准确找到合适的公式进行计算，“一针见血”解决问题，而不再乱套公式，避免发生算来算去都不知道自己要算什么的尴尬现象。

2.巧用利用数学知识解决物理问题

物理学科具有自己独特的特点，不是单纯的理论学科，也不是单纯的计算学科，注重与生活紧密联系，以数学计算方式为基础探究更深层次的规律。所以利用好数学的各种原理，再难的物理问题也会迎刃而解。

2.1用相似三角形解物理问题

相似三角形法通常寻找的是一个矢量三角形与一个几何三角形相似[1]。利用相似三角形对应边的比例关系求解力的大小，特别当几何三角形的边长已知时。例题：如图1-1所示，轻绳的A端固定在天花板上，B端系一重为G的小球，小球静止在固定的光滑大球表面上，已知AB绳长为l，大球半径为R，天花板到大球顶点的竖直距离AC=d，角ABO>90°。求绳中张力和大球对小球的支持力。（小球直径忽略不计）

【解析】：选小球为研究对象，受到重力G、绳的拉力F和大球支持力F■的作用（如图1-1）。由于小球处于平衡状态，因此G、F、FN组成一个封闭三角形。根据数学知识可以看出三角形AOB跟三角形FGF■相似，根据相似三角形对应边成比例得F/L=G/（d+R）=F■/R，解得F=G·L/（d+R） F■=G·R/（d+R）。由此可见，当绳长L减小时，F变小，FN不变。

2.2二次函数的利用

二次函数在运动中有很多应用，有时它可以省去物理情境的讨论，以不变应万变，对物理情境一时难想象的同学此方法可作为一种选择，对理解运动中物理情境有一定的帮助。二次函数y=ax■+bx+c的图像是抛物线，当a<0时，抛物线开口向下，当x=-■时，y有极大值，为y■=■；当a>0时，抛物线开口向上，当x=-■时，y有极小值，为y■=■；如图所示当y=0时图像与x轴相交，其交点为ax■+bx+c=0的两解，无交点则表示无解。

运动学中两追击物体间的距离△s刚好就是时间t的二次函数。若物体1追物体2，设两物体开始相距的距离为s0，则两物体间距离为：△■=s■+s■-s■=■（a■-a■）t■+（v■-v■）t+s■。这可用运动学追击问题中的相距最远（最近）和是否相遇及相遇时间等问题。其图像与x轴的两个交点是追击过程中的两个相遇点，若图像与x轴无交点，则不可能相遇，这可用判别式△=■是否大于或等于零来判定：若判别式大于零有两个解，表示相遇两次；若判别式等于零，图像和x轴有且只有一个交点，即顶点在x轴上，表示追击过程中只相遇一次；若判别式小于零，图像与x轴无交点，表示不可能相遇。

3.程序化教学

物理教学中采用程序教学思想，即针对物理课堂的教学任务，设置学生熟悉的情景，在这个情景中通过一系列层次分明的问题，引导学生思考，最终通过学生的一系列学习行为获得最后预期的教学效果。教学时把程序教学思想应用到物理现象、物理概念、物理规律、物理习题教学中，同时在作业中设置程序化问题，让学生通过自我思考成功得出结论。程序教学能有效提高学生的解题能力和分析问题、解决问题的能力。能力的提高是解决计算困难的根本途径[2]。

综上所述，提高计算能力不是一朝一夕的事情，学生要持之以恒，教师要不断地提示、引导，在师生的共同努力下，提高计算能力不再是梦，高中物理也不再是学生的“噩梦”，教育是不断探索的过程，笔者的观点只代表一部分观点，难免有片面性，希望进一步与同行们交流探讨。

参考文献：

[1]曹伟达.三角形相似法在高中物理中的应用.中学物理，2012（09）：57.

[2]陈宁，王怡菲.斯金纳程序教学在现代教育中的作用.九江学院学报，2006（04）：140.