1、2019年高三复习冲刺物理方法汇总 专题12 变式迁移法在高中物理习题教学中，教师一般用变式训练的方法来帮助学生巩固物理概念或物理规律。变式训练有助于促进问题解决的知识的正向迁移，也正因为如此，深受广大一线教师的青睐。我们也要看到其阻碍问题解决的知识的负向迁移，因为学生如果不能正确、熟练地掌握它，就导致他非常轻易凭其有限经验，将解决一类问题的方法乱用乱套到另一类问题上。这要求学生准确理解物理概念或物理规律的内涵，把握所列举变式的同质性，平时学习过程中，在教师的引导下自觉地应用它，久而久之必然会收到较好的学习效果。所谓变式的同质性，主要指其内涵的同质性、或解题方法的同质性。比如，物体在竖直平面自
2、由地做圆周运动最高点的最大速度问题。绳一端固定、一端拴着的物体绕固定点做圆周运动与物体绕光滑圆环内侧做圆周运动是同一种性质的变式，而杆一端固定、一端拴着物体做圆周运动与上述问题不具有同质性，不是同一种变式；再如，不同质量的物体之间用绳拴着，其中一个物体在与绳共线的拉力作用下运动，它们之间拉力问题，如果两个物体的材料相同（动摩擦因数相同），物体在水平面、或在竖直面、或在斜面上，它们之间的拉力大小相等，几个问题是同一种性质的变式，而当两个物体的材料不同时，上述几个问题就不是同种性质的变式。如何走出变式训练的误区，促进知识的正向迁移，一直是高中物理习题教学的难点，在习题教学中要多做这方面的训练。下面
3、以具体事例来谈谈这个问题。例1、（如图1）小球质量为，它与两滑轮的距离相等，小球与滑轮的半径不计，滑轮外侧的细绳受到大小为，方向竖直向下的恒力作用，且滑轮之间的细绳水平拉直。现释放小球，绳与竖直方向的夹角多大时，小球速度最大？【解析】小球释放后做加速度逐渐减小的变加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时，小球受三个力的合力为零，容易得出绳与竖直方向的夹角变式训练：把题中的两侧绳端换成质量为的小球，结果又如何？有的学生不假思索的认为答案同上，其实不然。当下落的小球加速度为零速度最大值为时，两侧上升小球速度为，可知两侧小球速度增加慢，两侧小球的加速度不为零且方向竖直向上，两侧细绳的拉力大于，即该位
4、置合力不为零，合力方向竖直向上。因此，当下落小球的加速度为零，速度达到最大值时，细绳与竖直方向的夹角点评：两个变式问题的物理内涵不具有同质性，答案必然不同。例2、（如图2）小球在圆环轨道内壁的最低点，小球质量为，其与圆环内壁的动摩擦因数为。如果小球在某个附加的切向力驱动下以恒定的速度从点沿圆环内壁运动到最高点，求小球克服摩擦力做的功是多少？分析：虽然圆环轨道的半径未告知，解题时必然要引入，由其解出小球的路程。另外，小球在运动过程中的摩擦力是变力，高中阶段对于变力做功问题一般应用动能定理等间接方法求解，但本题却无法用此间接方法。通过分析，小球受到的向心力大小与方向关于水平直径对称，因此，小球受到
5、的的弹力具有特殊的规律，以致于小球受到的摩擦力及其做功具有特殊的规律，找出小球运动过程中关于水平直径对称点并综合考虑即可解出。【解析】当小球运动到点，其与圆心连线与竖直方向成角时，由向心力公式得：在点发生的无限小的位移，小球克服摩擦力做功：与点关于水平直径对称点点，小球与圆心连线与竖直方向成角时，小球运动到此点，由向心力公式得：在点发生无限小位移，小球克服摩擦力做功：小球由点运动到点的过程中，小球克服摩擦力做功累积求和得：点评：求小球克服摩擦力做功，往往要求其经过的路程，因为在大小恒定的摩擦力作用下，物体克服摩擦力做功等于摩擦力与路程之积，必然要引入圆环轨道的半径（半径未知），可以用对称法、微
6、元法克服变力做功问题。变式训练：小球套在圆环轨道上，开始处于最低点，小球质量为，其与圆环之间的动摩擦因数为。如果小球在某个附加的切向力驱动下以恒定的速度从点沿圆环运动到最高点，求小球克服摩擦力做的功是多少？【解析】通过分析可知：当小球运动的速度时，其解法同上，当小球运动的速度时，由于小球运动到直径的上部分出现弹力变向，问题变得相当复杂，不能应用前一变式的对称法、微元法求解，中学物理知识不易解答，只能用积分法求解。这种情况下的变式不是同种性质的变式，这是因为解决问题的方法不同所致。变式训练是一把双刃剑，如果学生能正确、熟练的应用它，可以起到举一反三、事倍功半的教学效果。反之，出现过多的知识的负向迁移，必然会阻碍问题的解决，影响学生物理知识的增长、能力的提高。