转换解题思路体验轻松解题.pdf

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第l8卷第l期高等函授学报(自然科学版)Vol.l8No.l2005年2月Journalof~igherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)February2005文章编号!1006-7353"2005#01-0062"24#-03转换解题思路体验轻松解题%李木成!程和界!史伏成(l.湖北省朱河中学;2.湖北省监利中学;3.湖北省沙市七中)摘要!转换解题思路!体验轻松解题的关键是运用创新思维!转换研究对象!转换研究过程!转换研究方法!转换研究原理等思维进行创造性地解题"本文用六个例题从不同角度和不同的途径进行创造性的解题!目的是让学生在创新中体验成功的愉悦!在成功中激发创新的灵感!从而培养学生创新意识!提高创新能力"关键词!创新思维#常规思路#创新思路中图分类号!G633.7文献标识码!A创新思维是从不同角度和不同的途径9运用两个部分9如图l乙所示9将题设过程转换为把不同的方法观察和思考问题9从而寻求解答结果上下两部分分别从AB移到A*B*位置9A*B*的一种创造性思维形式o所谓转换解题思路就是位置对应的等体积水分别移到池水的表面C和B在分析和解决物理问题时9如果按常规思路求解处9则力F所做的功为两部分水增加的重力势能遇到了障碍或困难9运用创新思维转换思路9寻找和两部分木块减少的重力势能之差o设两部分水出尽可能多9尽可能新9尽可能巧的思路和方法9l的质量均为m9两部分木块的质量均为m9这样就会令人耳目一新9感到轻松愉快o下面举2则有C例说明o例1如图l甲如示9面积很大的水池水深W=mg(~-la)+mg(~-3a)-lmg2A2~.水面浮着一正方体木块9木块的边长为a9密lll3度为水的密度的l/29木块静止时有一半浸入水(~-a)-mg(~-a)=mg(~-a).222A中9现用力F将木块缓慢压入池底9不计摩擦和例2两个宽度相同但长水的阻力9求外力F所做的功o度不同的台球框固定在水平面上9从两个框的长边同时以相图2甲同速度分别发出小球A和B9如图2甲所示9设球与框边碰撞时无机械能损失9不计摩擦9则两球回到最初出发的框边的先后()图l甲图l乙A.A球先回到出发框边;常规思路!用功的定义式W=FS求F所做B.B球先回到出发框边;的功9由于下沉过程中木块所受的浮力和F都是C.两球同时回到出发框边;变化的9需用到微积分知识9求解有困难o如果运D.因两框长度不明9故无法确定哪一个球先用创新思维转换研究过程9把求变力的功转化为回到出发框边o求能量的变化9简明扼要9令人轻松愉快o常规思路!根据运动学的规律9先分段求出运创新思路!可以把这个正方体木块分为上下%收稿日期C200A-l2-0662 第l8卷第l期高等函授学报(自然科学版)Vol.l8No.l2005年2月Journalof~igherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)February2005动时间9再判别谁先回到出2hV=SU.发框边o但由于未知量较g多9过程较多9计算比较困例4某理难o如果运用创新思维转想变压器9当其输换研究模型9把台球的碰撞入端接在电动势图2乙问题转换为平面镜的物像为E9内阻为r的模型9直观形象9令人爽心悦目o交流电源上9给负创新思路!小球与框边的碰撞无机械能损失9载R供电9如图3图3所以小球每次碰撞后的运动速率不变9且碰后球所示9R上可以获的运动方向的反向延长线与碰前球的运动路线相得最大输出功率9求负载R上的最大输出功率和对于被碰的框边对称9与光的反射情形类似o选此时的输入电流多大？常规思路!根据等效负载和恒定电流的规律A球的运动进行分析o如图2乙所示9小球沿AC方向在C处与长框边碰后9沿CD方向运动有IE9和P出=I29l=lRR+r到D处与短边相碰9最后沿DE方向回到出发的对两式进行平方配方变换9得框边(若长边很长9可直接沿CD方向回到出发的2ER框边)o经对称得到的直线A*CDE*的长度应该P出=29(R-r)+ARr与折线ACCDDE的长度相等o框的边长不当R=r时同9只要出发时的速度相同9即角CAE相同9不2EP出=9管D点位置如何变化9球所通过的总路程总是相Ar同的o不计碰撞的时间9两球应同时回到最初出此时的输入电流发的框边9正确答案为CoEIl=.例3!200A年高考理综湖北卷第23题"一2r这样求解虽然正确9但心理感到很沉重9因为本解水平放置的水管9距地面高h=l.8m9管内横截面积S=2.0cm2o有水从管口处以不变的速度U答没有用到变压器和交流电的知识9令人费解o如果运用创新思维转换研究原理9不仅容易理解9=2.0m/s源源不断地沿水平方向射出9设出口处而且缩小运算量9令人拍案叫绝o横截面上各处水的速度都相同9并假设水流在空2创新思路!理想变压器的输入功率等于负载中不散开o取重力加速度g=l0m/s9不计空气阻力o求水流稳定后在空中有多少立方米的水oR上的输出功率9根据能量守恒定律有92常规思路!流出管口的水柱为一抛物线9设这P出=Pl=IlE-Ilr由求极值的公式法得9段抛物线的长L9则空中水柱体积V=SL9然后2想办法求抛物线长Lo这种直接求解思路行不当Ib=E时9P出=Pl=E.l=-2a2rAr通9因为求L需用到微积分知识o由于流体的体例5一个边长为积不变9如果运用创新思维转换研究变量9把流体a的单匝矩形线圈放在在空中的曲线运动转换为水平放置的的水管中的匀强磁场中9转轴与磁直线运动9使问题简化9令人豁然开朗o场垂直9图A表示穿过创新思路!把空中的水柱转化为水平管口在线圈平面的磁场强度随图A时间t内流出的水柱9则水的体积为V=SUt9如时间变化的函数图像o果根据平抛运动的规律求水在空中运动的时间9图中磁场强度的最大值B9变化周期T9线圈每ml2即h=gt9边电阻为r9线圈的自感应可忽略不计9那么线框2的电热功率多大？就很容易得到水的体积63 第l8卷第l期高等函授学报(自然科学版>Vol.l8No.l2005年2月Journalof~igherCorrespondenceEducation(NaturalSciences>February2005A@2人耳目一新常规思路!从E=@=BmasinJt出发求At创新思路!泡沫与航天飞机的碰撞看成完全解在中学阶段无法求解如果运用创新思维转换非弹性碰撞设飞船的质量为M速度为V泡沫l研究方法不研究线框在周期性变化磁场所产生的的质量为m速度为U2.感应电动势而研究线框在磁场匀速转动所产生的感对泡沫碰撞航天飞机的过程由动量守恒得应电动势把在中学阶段无法直接求解的问题转换为MUl-mU2=(M+m>U熟知的交流发电机模型使问题简化令人叫好碰撞后共同速度创新思路!将线框不动磁场变化的发电问题MUl-mU2U=转化为线框在磁场匀速转动的交流发电机模型M+m根据交流电的规律有:由于M远远大于m所以e=EmsinJtUEUl=700m/s.2泡沫撞击飞机的时间近似为22TBaEm=BJa=TL-At==7.3>l0s.而交流电的有效值Ul2/T对泡沫运用动量定理可得撞击力E=Em/2=2TBa所以线框的热功率为:m(U+U2>F=22AtETBaP==2.=l.69>l06N.Ar2rT例6关于哥伦比亚号航天飞机失事的原根据牛顿第三定律得到航天飞机所受的撞击力大小为l.69>l06因美国媒体报道说一块脱落的泡沫损伤了左翼N.并最终酿成大祸据美国航天局航天计划的总之转换解题思路体验轻松解题的关键是运用创新思维转换研究对象转换研究过程转Dittemore于2003年2月5日在新闻发布会上说撞击航天飞机左翼的泡沫最大为20英寸(约换研究方法转换研究原理转换研究变量等方法进行创造性地解题转换解题思路体验轻松解50.8cm>长l6英寸(约A0.6cm>宽6英寸(约题的目的就是让学生在创新中体验成功的愉悦l5.2cm>厚其质量大约l.3kg其向下撞击的速度约为250m/s而航天飞机的上升速度大约为在成功中激发创新的灵感从而培养学生创新意识提高创新能力700m/s假定碰撞时间等于航天飞机前进泡沫的长度所用的时间相撞后认为泡沫全部附在飞参考文献[lI人民教育出版社物理室编著.物理(第2版>[MI.北机上根据以上信息估算哥伦比亚号航天飞京:人民教育出版社l997l2.机左翼受到的平均撞击力[2I刘国才~姜天云等编著.最新十年高考试题分类解析:常规思路!因为求航天飞机所受的力所以以物理(第6版>[MI.沈阳:辽宁人民出版社20028.航天飞机为对象可航天飞机的状态变化根本无[3I吴育杭.物理思维方法在高考解题中的应用.试题研法确定解题无法进行如果运用创新思维转换究2003(l>:l0.研究对象以泡沫为研究对象运用碰撞规律令!上接第6l页"的一份微薄之力总之在高中物理新课程课堂教学中培养学生的创新意识和实践能力是一个艰巨~漫长的过参考文献程作为一线教育工作者我们应不断加强学习[lI任长松.新课程学习方式的变革[MI.人民教育出版努力尝试大胆实践为实现以学生为主体以学社2003.[2I石志中.浅谈物理教学中的创新教育[JI.物理教师生全面发展为本的素质教育的最终目标尽自己2000(l>.6A 转换解题思路体验轻松解题作者：李木成，程和界，史伏成作者单位：李木成(湖北省朱河中学)，程和界(湖北省监利中学)，史伏成(湖北省沙市七中)刊名：高等函授学报（自然科学版）英文刊名：JOURNALOFHIGHERCORRESPONDENCEEDUCATION(NATURALSCIENCES)年，卷(期)：2005,18(1)参考文献(3条)1.人民教育出版社物理室物理19972.刘国才;姜天云最新十年高考试题分类解析:物理20023.吴育杭物理思维方法在高考解题中的应用2003(01)引用本文格式：李木成.程和界.史伏成转换解题思路体验轻松解题[期刊论文]-高等函授学报（自然科学版）2005(1)