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摘要:力學(xué)是物理學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,剛剛步入大學(xué)一年級的很多學(xué)生保持有中學(xué)的解題習(xí)慣,不能按照大學(xué)力學(xué)的要求進(jìn)行解題,解題中出現(xiàn)這樣那樣的錯誤。教師有必要對學(xué)生出現(xiàn)的錯誤尤其是典型易錯題進(jìn)行剖析,才能對癥下藥,幫助學(xué)生提高解題能力,進(jìn)而學(xué)好力學(xué)。
關(guān)鍵詞:力學(xué)易錯題;剖析;思維方法;解題能力
剛剛步入大學(xué)一年級的學(xué)生,對于力學(xué)的許多內(nèi)容有“似曾相識”的感覺,不少學(xué)生保持有中學(xué)的解題習(xí)慣,不能按照大學(xué)力學(xué)的要求進(jìn)行解題,解題中出現(xiàn)種種錯誤。教師有必要對學(xué)生在解題中出現(xiàn)的錯誤尤其是典型易錯題進(jìn)行剖析,才能對癥下藥,幫助學(xué)生提高解題能力,并將力學(xué)概念、規(guī)律和思維方法,遷移到其他課程的學(xué)習(xí)中。因此,學(xué)好力學(xué)、順利地解題對于完成物理學(xué)專業(yè)的其他課程的學(xué)習(xí)可以打下良好的基礎(chǔ)。
一、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)易錯題剖析
該部分教學(xué)在講述質(zhì)點(diǎn)位置隨時間的變動時,需要引入矢量和微積分等數(shù)學(xué)工具。由于高等數(shù)學(xué)教學(xué)跟不上力學(xué)的進(jìn)度,盡管筆者事先用2-3節(jié)課介紹微積分初步、矢量的基本概念和運(yùn)算方法,但發(fā)現(xiàn)學(xué)生解題中容易將矢量和標(biāo)量混淆,不習(xí)慣用積分解題,不會判斷物體運(yùn)動的初始條件。
二、牛頓運(yùn)動定律易錯題剖析
牛頓運(yùn)動定律是研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)變化與質(zhì)點(diǎn)受力的關(guān)系的關(guān)鍵,牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),由它出發(fā)可導(dǎo)出動能定理、動量定理、角動量定理等,該部分許多內(nèi)容學(xué)生在中學(xué)已學(xué)習(xí)過,但對牛頓定律及推導(dǎo)出的其他定理和相應(yīng)的守恒定律成立的條件及慣性系、慣性力等概念認(rèn)識模糊,成為教學(xué)難點(diǎn),導(dǎo)致解題中出現(xiàn)很多錯誤。
三、功和能易錯題剖析
功和能是標(biāo)量,在該部分解題中學(xué)生出現(xiàn)的書寫錯誤較少,但對功和能的概念的理解認(rèn)識模糊。解題中的難點(diǎn)問題是:變力做功和變質(zhì)量的問題;質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)力的功、勢能定義和勢能零點(diǎn)的選取;機(jī)械能守恒定律條件的判斷;碰撞問題的綜合運(yùn)用。
四、角動量易錯題剖析
該部分內(nèi)容對學(xué)生來說,是全新的知識。難點(diǎn)問題主要是:矢量的叉乘;角動量守恒定律的判斷。
五、剛體力學(xué)易錯題剖析
該部分內(nèi)容很多,既有許多新的概念和規(guī)律,又綜合運(yùn)用了前面的知識,是力學(xué)課程中最為綜合的部分。學(xué)生習(xí)慣用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的知識求解,而在求解剛體有關(guān)問題時往往感到很困難。難點(diǎn)有:不會用定積分求解剛體的轉(zhuǎn)動慣量;對剛體平面運(yùn)動看成平動和繞通過任意基點(diǎn)軸的轉(zhuǎn)動的合成理解模糊;有關(guān)剛體的其他問題:純滾動、質(zhì)心運(yùn)動加速度、剛體平面運(yùn)動的動能、剛體定軸轉(zhuǎn)動問題的一題多解等。
六、簡諧振動和簡諧波易錯題剖析
力學(xué)中的簡諧振動是最基本的振動,掌握簡諧振動的規(guī)律是研究波動的基礎(chǔ)。本部分難點(diǎn)主要有:確定初相位;用動力學(xué)方程(解析法)和X—t圖線及旋轉(zhuǎn)矢量(幾何法)表達(dá)簡諧振動;用簡諧波的一般表達(dá)式寫出波動方程。
七、結(jié)論
綜上所述,分析學(xué)生在力學(xué)解題中出現(xiàn)的種種錯誤,其原因是從高中到大學(xué)的學(xué)習(xí)臺階大,適應(yīng)不了大學(xué)的教學(xué)方法,對概念和規(guī)律的形成方法不清楚,死記硬背結(jié)論,亂套公式。為此,教師在教學(xué)中要深入了解學(xué)生的基礎(chǔ),加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)和物理學(xué)思維方法的教學(xué),注意與中學(xué)物理知識的銜接,不能脫離學(xué)生的實(shí)際把大學(xué)力學(xué)內(nèi)容直接“灌輸”給學(xué)生。對概念、規(guī)律的形成及思維方法要求學(xué)生盡可能地用簡潔準(zhǔn)確的語言、公式、圖像表示出來。布置作業(yè)時不要貪多而要求精,注意題型的多樣化,既要有檢驗學(xué)生基礎(chǔ)知識的一些理論性題目,還要有理論聯(lián)系實(shí)際的生活原題,使學(xué)生充分了解問題情境,活學(xué)活用知識,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
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作者:樊麗娟 單位:銅仁學(xué)院