上海水族馆军人门票:物理表达能力“解读”

　　简明而准确的物理表达是物理思维过程的反映。本文通过自身的教学实践，浅述如何明确物理解题的规范表达，以及如何培养和提高学生的物理表达能力。

　　笔者在物理教学中发现：有相当一部分学生不重视物理表达，处理物理问题时，经常导致物理表达不当。然而，“物理学”的本意旨在阐明事物的道理。物理表达能力的高低恰恰反映了学生的物理综合素质。尤其2000年开始的“3＋综合”高考改革，更是加强了对物理表达能力的考查。在大力提倡素质教育的今天，对物理表达能力的培养，应引起我们广大物理教师足够的重视。

　　一、什么是物理表达能力

　　物理表达能力就是指：能用简明准确的物理语言（包括文字语言、符号语言、图象语言）来表达有关物理概念、物理规律、物理现象、物理过程等一系列物理问题的能力。物理语言是具有鲜明特色的一种特殊语言。物理表达能力实质上是理解和运用这种特殊语言的能力。

　　二、物理表达构成的基本要素

　　引用高考试卷的一句经典话语最为恰当不过：“解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位”。

　　（一）必要的文字说明

　　能用简明、准确的物理语言阐述物理过程。具体可以考虑以下这些方面：（1）说明研究对象（个体或系统，特别是整体和隔离相结合的题目，一定要注意研究对象的转移和转化）；（2）画出受力分析图、电路图、光路图、运动过程示意图或图象；（3）说明所设字母的物理意义；（4）说明规定的正方向、零势点；（5）说明题目中的隐含条件、临界条件；（6）说明所列方程的依据、名称及对应的物理过程或物理状态；（7）说明所求结果的物理意义（有时需要讨论分析）。列表附下：

说明研究对象

说明方向

说明位置、过程

说明满足条件

说明符合的规律

单体

规定方向

在哪一点

满足的条件

符合概念或规律

系统

同上

在哪个过程

整体受力如何

符合哪条规律

　　（二）必要的方程式

　　物理方程是物理表达的主体，如何写出，必须搞清下列问题。

　　1．物理现象与物理方程的关系

　　物理现象决定物理方程，物理方程描述物理现象。分析是物理的灵魂，学生感到物理难的根本原因就在不会分析，懒得分析，只是写几个公式而已，结果是越学越不会。观察现象，分析现象，弄清现象所符合的物理规律，才是列出方程的根本。

　　例1　如图1所示，一个质量为m的物体放在固定的斜面体M上。若（1）物体m静止在斜面体M上；（2）物体m沿斜面体M匀速下滑。试写出两种情况下的受力平衡方程。

　　解析　不仔细分析题意，认为两种情况下物体的加速度a＝0，力学方程一样，那就错了。仔细分析物理现象和过程得：（1）物体m受重力G、支持力N和静摩擦力f作用，如图2所示，其受力平衡方程为

　　mgsinθ－f＝0，N－mgcosθ＝0；

　　（2）物体m受重力G、支持力N和滑动摩擦力f’作用。受力如图3所示。物体m受力平衡方程为mgsinθ－f’＝0，N－mgcosθ＝0，f’＝μN。

　　2．物理方程的分类

　　物理方程分为基本方程和辅助方程两大类。基本方程即概念、规律的直接表达式；辅助方程是反映题目特殊要求的方程，比如f＝μN、隐含条件、几何条件，等等。

　　3．列物理方程的顺序

　　按现象发生的先后顺序，先列基本方程，后列辅助方程，并在每个方程的末尾一行的最右端标出序号①、②，等等。

　　4．正确的写出物理方程

　　根据物理现象所满足的物理规律必须写出方程的原始形式，并独立占一行。

　　例2　如图4所示，一质量为m的物体放在水平地面上，在水平力F的作用下以加速度a向右做匀加速运动，已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，求力F的大小？

　　解析　物体m的受力分析如图5所示，由物体沿竖直方向受力平衡得

　　N＝mg，　　①

　　物体沿水平方向运动由牛顿第二定律得

　　F－f＝ma，　　②

　　由滑动摩擦力大小列辅助方程为

　　f＝μN，　　③

　　由①、②、③式得F＝ma＋μmg。

　　（三）重要的演算步骤和答案

　　问题的求解或最终结果的得出，必要的或重要的演算步骤是不可少的。重要的演算步骤就是指：根据前面叙述的规律所列的各种方程，联立求解而必须得到的一个或几个重要的中间表达式或最终结果表达式的运算过程。对于物理量表达式的运算过程一般要求先做物理量符号（字母）间的运算，然后代入物理量的数值和单位进行数学运算，最后给出各种结果（或答案）。具体的求解过程如下。

　　例3　一质量为M＝30kg的小孩推着一个质量为m＝15kg的箱子一起以大小为v₀＝2m／s的速度在光滑的水平冰面上滑行，此时从小孩正前方迎面滑过来一个质量为M’＝M＝30kg、速度大小也为μ＝v₀＝2m／s的大木箱。为了避免相撞，小孩突然将箱子沿冰面推向大木箱，假设大木箱和小木箱相碰结合在一起，若不计冰面的摩擦力。求小孩至少要以多大的速度（相对地面）将小木箱推出，才能避免自己与大木箱相撞。

　　解析　（必要的文字说明）设小木箱推出后，小孩的速度为v₁，小木箱的速度为v，小木箱与大木箱相碰结合在一起的速度为v₂。选小孩推出小木箱的作用过程，M、m整体所受合外力为零，规定小孩的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得（基本方程）

　　（m＋M）v₀＝mv＋Mv₁，　　①

　　①选两个木箱相碰的作用过程，M’、m整体所受合外力为零，由动量守恒定律得（基本方程）

　　mv－M’u＝（m＋M’）v₂，即mv－Mv₀＝（m＋M）v₂，　　②

　　避免甲、乙相撞的条件为（辅助方程）

　　v₁＝v₂，③

　　联立①、②、③式，解得（重要的演算步骤）

　　代入数值和单位得

　　v＝5．2m／s。

　　答　小孩至少以5．2m／s的速度将小木箱推出，才能避免自己与大木箱相撞。

　　三、如何提高物理表达能力

　　（1）课堂同步反馈：要培养和提高学生的物理表达能力，功夫在课堂。课堂应成为学生锻炼物理表达能力的最佳场所。课堂教学要多给学生讨论问题的机会，自我表现的机会。这样，既能锻炼学生对物理问题的敏锐度，又能锻炼学生从容陈述自己对物理问题看法的能力，同时针对学生在物理表达中暴露出的弱点及时给予有效指导。反馈时差越短，教学效果就越好。

　　（2）课后延时反馈：课后布置一定量的作业，或是组织必要的检测手段，通过课后教学反馈来实现。课后的教学反馈是一种延时反馈，批改作业、试卷一定要及时，努力缩小延时差，有效调控物理教学。

　　（3）认真讲评测试卷：每一次测试后的讲评都是对学生表达能力的最有效提高。

　　（4）充分发挥物理教材的潜在功能：物理教材本身就是很好的物理语言表达的标准。在教学中，我们要指导学生阅读物理课本上的内容，让学生在阅读中感受课本中精妙的物理语言，它是如何展现物理现象、描述物理概念和物理规律的。另外，物理教材中编排了相当数量的物理论述题。其题型有举例说明物理现象的、解释物理现象的，有推断物理规律的，也有质疑物理问题的等，形式多样，内容丰富。我们要重视课后练习题，让学生表述，通过训练进一步提高其物理表达能力。

　　总之，物理表达能力是学生必须具备的一种物理素质。简明准确的物理表达是物理思维过程的反映，培养和提高物理表达能力更是学生具备良好物理素质的需要。