变式教学在物理复习中的应用_变式在教学中的运用

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变式教学在物理复习中的应用

一、教学目标：

王 焕 博

１、知道变式是一种通过变更对象的非本质特征的表现形式来改变人们观察事物的角度或方法，进而突出对象的本质特征和隐蔽因素的教学方法，也是一种科学的思维方法。

２．利用变式教学手段可加强学生对物理概念、物理模型、物理过程、物理规律的理解、分析和运用。

３、通过设计题组，运用变式教学法，让学生在变式中进行思维训练，有助于培养学生比较、概括能力，促进知识和方法的迁移，激发学生学习的积极性，提高训练的效果，有利于培养学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、创造能力；还可优化课堂教学结构。

４、运用变式进行思维训练，使学生更容易掌握物理学中科学的思维方法，培养学生的优秀思维品质，为素质教育创设出有利的教学情景，使物理教学达到简洁、和谐、创新三者的有机结合。

二、教学方法：设计题组，以变式教学法为主。

三、教学内容：

例１、在竖直放置的两端封闭的玻璃管中，有一段水银柱把两部分空气A、B封闭在管内，其中A在上方，B在下方；两部分气体的温度相同，与周围大气同温。现将玻璃管缓慢倾斜，则水银柱将

Ａ、向Ａ移动

Ｂ、向Ｂ移动

Ｃ、原来在玻璃管中的位置

Ｄ、以上说法均不对

为了强化假设法推理的方法，可进一步进行以下变式训练：

变１：若玻璃管仍竖直，但将其整个放入温度高于室温的热水中，水银柱向何方移动应选哪个选项？（Ａ）

变２：若仍保持竖直，但整个装置作自由落体运动，水银柱移动方向应选哪个选项？（Ａ）

变３：若仍保持竖直，但由于某种原因使水银柱带上了正电q，且整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场Ｂ中并水平向右运动，水银柱的移动方向应选哪个选项？（Ａ）

例２、如图示，木块m和m用轻弹簧相连，静止放 在光滑水平面上。质量为m的子弹以速度v水平射入m 中（并嵌在其内），试求弹簧最大的弹性势能。

变１：如图示，在光滑水平面上的小车m和木块m用长为L 的细绳相连，处于静止状态。质量m的子弹以速度V水平射入木 块m中，试求此后m向上摆动的最大高度。

变２：如图示，小车m静止放在光滑的水平面上，车的右端放着质量为m的物块，物块与小车板面的动摩擦因数为μ。有一质量为m 的物块以速度v与小车发生碰撞，碰后m和m粘在一起。试 问m将在小车上滑动多少距离？（设小车足够长）

变３：Ａ、Ｂ、Ｃ三球可视为质点，放在光滑水平面上，并排列成一直线，如图示。已知三只球的质量分别为m，m，m，Ａ以速度v向右运动，与Ｂ发生碰撞后两者粘为一体。当Ａ、Ｂ复合体与Ｃ的距离大于L时，Ａ、Ｂ与Ｃ没有相互作用力；当Ａ、Ｂ复合体与Ｃ的距离小于L时，Ａ、Ｂ与Ｃ的相互斥力为Ｆ。欲使Ａ、Ｂ与Ｃ不发 生碰撞，L至少为多大？

相似题型组中的各问题之间在形式或内容上具有某种相似性，这种相似性可以使学生将一问题的结论或对一问题的求解方法用于其他问题的求解。这类题组的训练有助于学生认识事物之间的内在联系，培养学生的观察能力、分析能力、模型转化能力及触类旁通、举一反三的能力。

例３、在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于Ｏ点。把小球拉起直至 细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最低点的 另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ，如图示。求小球经过 最低点时细线对小球的拉力？

变１：在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球。另一端固定于Ｏ点，把细线拉直至竖 直方向，然后无初速释放小球。已知小球摆到最高点时，线 与水平方向的夹角为θ（如图示）。求小球在细线水平方向时 对线的拉力？

变２：如图所示，长为Ｌ的细绳上端固定在天花板的Ｏ处。下端系一个质量为m的小球。开始时，小球拉到图中Ａ点（细绳绷直），ＯＡ与 水平方向成30角，然后松手释放，若不考虑小球所受的空气阻 力，求当小球运动到悬点正下方Ｂ处时受到的绳的拉力。

四、课堂小结：

１、一题多变的要点：题述物理过程应随已知和未知条件的变化而演变，迫使思路必须针对变形而相应变化，从而培养我们对各物理过程的分析、鉴别能力。一题多变的核心是一个“变”字，体现出一个“拓”字，新颖、有趣的变化不仅可以开阔思路，拓宽知识面，融汇贯通知识点，而且对培养创造性思维，提高解题能力是十分有益的。

２、多题归一的要点：寻找同类习题在本质上的异同之处，也就是发掘不同问题隐含共性，建立物理模型，认识解题规律，提高解题效率，以达到“异中求同，多题归一，以不变应万变”之效果。

反馈训练题：

１．如图示，Ａ、Ｂ是半径为Ｒ的光滑的半圆轨道的最低点和最高点，质量为Ｍ的小球与静止在Ａ点的质量为m的小球正碰后速度为原来 的1/3，方向不变，若Ｍ＝2m，要使m顺利通过Ｂ点则Ｍ至少 以多大的速度正碰m，m顺利通过最高点后落在距Ａ点多远处？

变１：在水平向右的匀强电场中，置一光滑导轨，导轨由水平部分和与它相连接的半圆环ＡＣ组成，半圆环半径为Ｒ，Ａ为最低点，Ｃ为最高点（如图示）。今距Ａ点为Ｌ的Ｏ处有一质量为m，带正电的小球，从静止开 始沿水平部分进入圆环，若E q=mg（q代表小球电量）则L必 须满足什么条件才能使小球在半圆环上运动时不脱离圆环？

变２：如图示，一根水平放置的绝缘光滑的直槽轨连接一个竖直放置的半径为Ｒ的绝缘光滑的圆槽轨。整个装置处在水平方向的匀强磁场中，磁感强度为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，所带电量为q的小球在水平 槽轨上向右运动，要使小球恰能通过圆槽轨的最高点，小球 在水平槽轨上运动时的速度应有多大？

１、如图示，长为Ｌ的细线末端固定一质量为m的小球，要使 其绕Ｏ点在竖直平面内做圆周运动，那么小球在最低点Ａ时的速度 Ｖ 必须满足：（）

Ａ、Ｖ≥√gL

Ｂ、Ｖ≥√2gL Ｃ、Ｖ≥√3gL Ｄ、Ｖ≥2√gL 变１：上题中，如果把细线换成轻杆，则情况如何？

变２：如图示，一摆长为Ｌ的摆球质量为m，带电量为负q，如 果在悬点Ａ放一正电荷q，要使摆球能在竖直平面内做完整的圆周运 动，则摆球在最低点的速度最小值应为多少？

变３：如图所示，质量为m的小球用长为Ｌ的细绳悬于光滑的斜面上的Ｏ点，小球在这个倾角为θ的斜面内做圆周运动，若小球在最 高点和最低点的速率分别是Ｖ 和Ｖ，则绳子在这两个位置时 的张力大小分别是多大？

变４：如图示，倾角为θ的光滑绝缘斜面，处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中。有一质量m、带电量为-q的小球，恰可在斜面上作匀速圆周运动，角速度为ω。求：①匀强磁场的磁感强度的大小？

②未知电场的最小值场强和方向？