高中物理考試時常見的五類思維障礙

在考試時,學生們偶爾會出現幾種思維障礙,使得答題時出現錯誤或是浪費大量的時間。而對於要求一定想像能力的高中物理,這種情況尤為致命。

一、認知結構的侷限

受認知結構的不完備性和定勢思維等因素的影響,學生只注重問題的表象感知,而不做深化理解,遇到題目也不能正確的解答.如果有良好的知識結構就能產生遷移效應,舉一反三,以此類推,使問題迅速得到解決。

例1.天空有近似等高的濃雲層.為了測量雲層的高度,在水平地面上與觀測者的距離為d=

3.0 km處進行一次爆炸,觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由雲層反射來的爆炸聲時間上相差t=6.0s. 試估算雲層下表面的高度.已知空氣中的聲速v =1/3 km/s。

錯解分析:學生雖知道光的反射定律.但他們由於認知的侷限,無法從光的反射推出聲波的反射也滿足反射定律.因此不能正確的解題。

如圖1所示,A表示爆炸處,0表示觀測者所在處,h表示雲層下表面的高度. 由題意可知:

高中物理考試時常見的五類思維障礙

解題技巧:

高中物理考試時常見的五類思維障礙

二、 缺失物理模型的正確構建

物理模型是為了便於對實際問題進行研究而建立的高度抽象的理想化實體、理想化過程.而如何在實際問題中構建物理模型,藉助物理規律解決問題則成了一個重要環節。

高中物理考試時常見的五類思維障礙

錯解分析:本題第1小題大部分學生可以解出,但是第2小題不能聯繫到“人船模型”而無法入手。

高中物理考試時常見的五類思維障礙

三、忽略物理過程的變化

任何物理過程都是由無數個物理狀態有序地組合而成的,但對於某一個特定的物理過程來說,往往就是其中的幾個狀態(通常是所謂的臨界狀態,或是構成整個過程的各個階段的交界狀態)最為關鍵,把握住這些關鍵狀態,一般說來問題的解決思路就明確了。

例3.長L的輕繩一端固定於0點,另一端連一個質量為m的小球,設繩不可伸長且能承受足夠大的拉力。

(1)把繩拉直使球從圖4所示的A點靜止釋放,則小球達到最低點B時,所受到的拉力為多大?

(2)如欲使小球能繞O點在豎直平面內作圓周運動到達最高點C, 則在A點處還應給小球多大的豎直向下的初速度?

高中物理考試時常見的五類思維障礙

錯解分析:

高中物理考試時常見的五類思維障礙

解題技巧:造成上述錯解的根本原因在於未能準確地把握住過程中的下列3個狀態:

高中物理考試時常見的五類思維障礙

四、忽略隱含條件的挖掘

在平常解題中要養成 通過審題仔細分析、推敲關鍵詞語,從物理模型、物理現象、物理過程 、物理變化和臨界狀態中去尋找挖掘隱含條件的良好習慣。

例4.兩木塊自左向右運動,現用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下每次曝光時木

塊的位置,如圖6 所示,連續兩次曝光的時間間隔是相等的,由圖可知:

(A)在時刻t2 以及時刻!3兩木塊的速度相同。

(B)在時刻t3兩木塊的速度相同。

(C)在時刻!3和時刻t4 之間某瞬時兩木塊的速度相同。

(D)在時刻t4 和時刻ts之間某瞬時兩木塊的速度相同。

高中物理考試時常見的五類思維障礙

錯解分析:因學生的思考缺乏深度和敏銳度,無法從圖片信息中獲取各時刻木塊的位置關係,挖掘出隱含條件(上面木塊做勻變速直線運動,而下面木塊做勻速運動),無法求解兩木塊對應各時刻的速度從而不能完成對比判斷。

解題技巧:

高中物理考試時常見的五類思維障礙

五、數學知識在物理中運用的不足

物理解題中運用的數學方法通常包括方程(組)法、比例法、數列法、函數法、幾何(圖形輔助)法、圖像法、微元法等。

例5.如圖7所示,空間存在勻強電場和勻強磁場,電場方向為y軸正方向,磁場方向垂直於xy平面(紙面)向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P( x=0,y=h)點以一定的速度平行於x軸正向入射.這時若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運動;若同時存在電場和磁場,粒子恰好做直線運動.現在,只加電場,當粒子從P點運動到X=R0平面(圖中虛線所示)時,立即撤除電場同時加上磁場,粒子繼續運動,其軌跡與軸交於M 點.不計重力.求:

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(1)粒子到達X=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離;

(2)M 點的橫座標XM。

錯解分析:考生元法運用幾何關係來確定帶電粒子勻速圓周運動的圓心位置,進而不能根據幾何關係求出半徑,畫不出相關的示意圖,致使無法對整個物理過程做深刻的分析、求解。

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