12 고등학교 물리 문제 해결 방법 및 기술
1 직선 운동 문제
문제 요약: 직선운동은 수능에서 핫한 화제로, 단독으로 조사하거나 다른 지식과 종합적으로 조사할 수 있다. 객관식 질문에 나타나는 경우 기본 개념을 조사하는 데 중점을 두고 이미지와 결합되는 경우가 많습니다. 계산문제 중 첫 번째 작은 문제가 자주 발생하고, 난이도가 적당하며, 흔히 단일 다중 프로세스 문제와 추격 및 만남 문제가 있다.
사고 템플릿: 이미지 문제를 해결하는 열쇠는 이미지를 물리적 프로세스에 매핑하고 이미지의 축, 키, 기울기, 영역 등의 정보를 통해 모션 프로세스를 분석하여 문제를 해결하는 것입니다. 단일 다중 프로세스 및 추적 문제는 순서대로 점진적으로 분석한 다음 분석 해결을 위해 전후 프로세스와 두 객체 간의 관계에 따라 해당 방정식을 나열해야 합니다. 전후 과정의 관계는 주로 속도 관계이고, 두 물체의 관계는 주로 변위 관계이다.
2 물체의 동적 평형 문제
문제형 요약: 물체의 동적 균형 문제는 물체가 항상 균형 상태에 있지만 힘이 끊임없이 변하는 문제를 가리킨다. 개체의 동적 평형 문제는 일반적으로 세 가지 힘의 작용에 따른 균형 문제이지만, 때로는 세 가지 힘의 균형을 분석하는 방법이 네 가지 힘의 작용에 따른 동적 균형 문제로 확대될 수 있습니다.
사고 템플릿: 일반적인 사고 방법에는 두 가지가 있습니다.
(1) 해석 방법: 이러한 문제를 해결하면 균형 조건에 따라 방정식을 나열하고 나열된 방정식을 사용하여 응력 변화를 분석할 수 있습니다.
(2) 도법: 균형 조건에 따라 힘의 합성이나 분해도를 그려 이미지 분석력의 변화에 따라.
3 운동의 합성과 분해
문제 요약: 모션의 합성과 분해에는 두 가지 일반적인 모델이 있습니다. 하나는 로프 (극) 끝 속도의 분해이고, 하나는 배가 강을 건너는 문제이다. 이 두 문제의 관건은 모두 속도의 합성과 분해에 있다.
사고 템플릿: (1) 로프 (로드) 끝 속도 분해 문제에서 물체의 실제 속도는 조합 속도여야 하며, 분해 시 두 분속도의 방향은 로프 (로드) 의 방향과 로프 (로드) 에 수직인 방향이어야 합니다. 두 개체가 하나의 로프 (로드) 로 연결된 경우 두 개체가 로프 (로드) 방향을 따라 동일한 속도로 연결됩니다.
(2) 배가 강을 건널 때 동시에 두 가지 운동에 참가한다. 하나는 물에 대한 배의 운동이고, 하나는 물에 따른 배의 운동이다. 평행사변형 법칙 또는 직교 분해법을 분석에 사용할 수 있습니다. 어떤 문제는 분석법으로 분석할 수 있고, 어떤 문제는 도해법으로 분석해야 한다.
4 발사체 운동 문제
질문 개요: 던지기 운동에는 평평한 던지기 운동과 비스듬한 던지기 운동이 포함됩니다. 평평한 던지기 운동과 비스듬한 던지기 운동의 연구 방법은 모두 직교 분해로, 일반적으로 속도를 수평과 수직 두 방향으로 분해한다.
사고 템플릿: (1) 평면 던지기 움직이는 물체는 수평 방향으로 균일하게 직선 운동을 가속화하고, 수직 방향으로 균일하게 직선 운동을 가속화하며, 변위는 x=v0t, y=gt2/2 를 충족하며, 속도는 vx=v0, vy = gt 를 충족합니다
(2) 경사 던지기 움직이는 물체는 수직 방향으로 위 (또는 아래) 운동을 하고, 수평 방향으로 일정한 속도의 직선 운동을 하며, 각각 두 방향으로 해당 운동 방정식을 해결합니다.
5 원주 운동 문제
문제 요약: 원주운동은 힘에 따라 수평면 내의 원주운동과 수직면 내의 원주운동으로 나눌 수 있고, 수직면 내의 원주운동은 운동 특성에 따라 일정한 속도의 원주운동과 변속 원주운동으로 나눌 수 있다. 수평면 안의 원주 운동은 대부분 일정한 속도의 원주 운동이고, 수직면 안의 원주 운동은 일반적으로 변속 원주 운동이다. 수평면 내 원주 운동의 중점은 구심력의 수급 관계와 임계 문제이고, 수직면 내 원주 운동의 중점은 최고점의 힘이다.
사고에 관한 틀:
(1) 원주 운동의 경우 먼저 물체가 일정한 속도의 원주 운동을 하고 있는지 분석해야 한다. 그렇다면 물체의 합력은 구심력과 같다. f =mv2/r=mr? 2 열 방정식을 풀 수 있습니다. 물체의 움직임이 일정한 속도의 원주 운동이 아니라면, 물체에 작용하는 힘은 직교적으로 분해되어야 하며, 물체의 중심을 가리키는 방향의 합력은 구심력과 같다.
(2) 수직 면의 원주 운동은 세 가지 모델로 나눌 수 있습니다. ① 로프 모델: 중심을 가리키는 물체에만 탄력을 제공합니다. 가장 높은 지점을 통과할 수 있는 임계 상태는 중력이 구심력과 같다는 것입니다. (2) 로드 모델: 중심을 가리키거나 이탈할 수 있는 힘을 제공합니다. 최고점을 통과할 수 있는 임계 상태는 속도가 0 입니다. ③ 외부 레일 모델: 중심에서 벗어나는 힘 만 제공 할 수 있습니다. 물체가 최고점에 있을 때, v 가
뉴턴 운동 법칙의 종합 응용
문제 개요: 뉴턴 운동의 법칙은 수능 중점 내용이며 매년 나타난다. 뉴턴의 운동 법칙은 역학과 운동학을 결합하여 직선 운동을 종합적으로 적용하는 일반적인 모형으로는 커넥터, 컨베이어 벨트 등이 있다. , 일반적으로 다과정의 문제이며, 주요 문제, 주기적인 문제 등을 고찰할 수 있어 종합성이 매우 강하다. 천체 운동 제목은 뉴턴 운동의 법칙, 만유인력의 법칙, 원주 운동의 종합 주제이며, 최근 몇 년 동안 매우 빈번하게 조사하였다.
사고 템플릿: 뉴턴의 제 2 법칙을 교량으로 힘과 운동을 연결시켜 힘에 따라 운동 상황을 분석하거나 운동 상황에 따라 힘을 분석할 수 있다. 다중 프로세스 문제의 경우, 결과나 법칙을 찾을 때까지 물체의 힘에 따라 물체의 움직임을 점진적으로 분석해야 한다.
천체 운동 문제에 대해 우리는 두 가지 공식을 파악해야 한다.
GMm/r2=mv2/r=mr? 2=mr4? 2/T2 ① 입니다. GMm/R2=mg ②. 원주 운동의 별 (쌍성과 삼성 시스템 포함) 의 경우 공식 1 에 따라 분석할 수 있습니다. 궤도 이전 문제의 경우 구심력의 공급과 수요에 따라 궤도의 변화를 분석한 다음 궤도의 변화에 따라 다른 물리량의 변화를 분석해야 한다.
7 기관차 시동 문제
문제 요약: 기관차의 시동 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 일정한 전력 시동이고, 다른 하나는 일정한 가속 시동입니다. 어느 시동 방법이든 순간 전력 P=Fv 의 공식과 뉴턴의 두 번째 법칙 F-f=ma 의 공식을 사용하여 분석됩니다.
사고 템플릿: (1) 기관차는 정격 전력으로 작동한다. 기관차의 시동 과정은 그림과 같다. 동력 P=Fv 가 변하지 않기 때문에 공식 P=Fv 및 F-f=ma 에서 알 수 있듯이 속도 V 가 증가하면 견인력 F 가 줄어들기 때문에 가속 A 도 줄어들고 기관차는 가속이 줄어들면 F=f, a=0 까지 가속됩니다. 이때 속도 V 가 최대값에 도달합니다.
이 가속 과정에서 엔진이 수행하는 작업은 W=Pt 로만 계산할 수 있으며 W=Fs 로 계산할 수 없습니다 (F 는 변력이기 때문).
(2) 기관차는 일정한 가속도로 작동한다. 일정 가속 시작 프로세스에는 실제로 두 가지 프로세스가 포함됩니다. 그림과 같이 "프로세스 1" 은 균일한 가속 프로세스입니다. A 는 상수이기 때문에 f 도 상수입니다. 공식 P=Fv 에서 알 수 있듯이 V 가 증가함에 따라 P 가 정격 전력에 도달할 때까지 P 가 계속 증가하고 전력은 더 이상 증가할 수 없습니다. 프로세스 2 는 동력비를 그대로 유지합니다. 프로세스 1 "전원 p 가 최대에 도달하고 가속이 변하기 시작합니다" 라고 표시됩니다. 절차 2 는 "최대 속도" 로 표시됩니다. 프로세스 1 W=F 만 사용할 수 있습니까? S 계산, W=P 를 사용할 수 없습니까? T 계산 (p 가 제곱이기 때문).
8 에너지 중심의 종합 응용문제
문제 요약: 에너지를 핵심으로 하는 종합 응용문제는 일반적으로 네 가지 범주로 나뉜다. 첫 번째 범주는 단일 기계 에너지 보존, 두 번째 범주는 다 물체 시스템 기계 에너지 보존, 세 번째 범주는 단일 운동 에너지 정리, 네 번째 범주는 다 물체 시스템의 함수 관계 (에너지 보존) 입니다. 다중체 시스템의 구도 방식: 두 개 이상의 물체가 쌓여 있고, 두 개 이상의 물체가 가는 선이나 광봉으로 연결되어 있으며, 두 개 이상의 물체가 직접 접촉한다.
사고 템플릿: 에너지 문제를 해결하는 도구는 일반적으로 운동 에너지 정리, 에너지 보존 법칙, 기계 에너지 보존 법칙이다.
(1) 운동 에너지 정리는 사용하기 쉽고, 개체와 과정만 선택하면 방정식을 직접 나열하며, 운동 에너지 정리는 모든 프로세스에 적용됩니다.
(2) 에너지 보존 법칙은 모든 과정에도 적용됩니다. 분석 시 어떤 에너지 감소, 어떤 에너지 증가, 감소된 에너지에 따라 증가된 에너지의 등식을 분석하기만 하면 됩니다.
(3) 기계적 에너지 보존 법칙은 에너지 보존 법칙의 특별한 형태 일 뿐이지 만 역학에서도 매우 중요합니다. 많은 문제는 2 ~ 3 가지 방법으로 해결할 수 있으며 문제의 상황에 따라 유연하게 선택할 수 있다.
9 역학 실험의 속도 측정
문제 요약: 속도 측정은 많은 역학 실험의 기초이며, 속도 측정을 통해 가속도, 운동 에너지 등 물리량의 변화 법칙을 연구할 수 있다. 따라서 등속 직선 운동 연구, 뉴턴 운동 법칙 검증, 운동 에너지 정리 탐구, 기계 에너지 보존 검증 등의 실험에서 속도 측정을 해야 한다. 속도 측정에는 일반적으로 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 타이머, 플래시 사진 등을 통해 같은 시간 동안 변위를 얻는 것입니다. 속도를 연구합니다. 다른 하나는 광전문 등의 도구로 속도를 측정하는 것이다.
사고 템플릿: 첫 번째 방법으로 속도와 가속도를 구하려면 보통 일정한 속도의 직선 운동에서 두 가지 중요한 추론이 필요합니다. ①vt/2=v average =(v0+v)/2, ②? X=aT2, 오차를 최소화하기 위해 가속도 계산에도 미분법이 사용됩니다. 광전문으로 속도를 측정할 때, 광루가 광전문을 통과하는 데 걸리는 시간을 측정하여, 이 기간 동안의 평균 속도를 계산하는데, 그 점의 순간 속도, 즉 v=d/? t.
10 커패시터 문제
문제 요약: 콘덴서는 실제로 널리 사용되는 중요한 전기 구성 요소입니다. 역년 수능에서 흔히 볼 수 있는 지식점 중의 하나이다. 객관식 질문으로 자주 등장하는 것은 그리 어렵지 않다. 주로 콘덴서 용량 개념에 대한 이해, 평행판 콘덴서 용량 결정 요인, 콘덴서의 동적 분석을 검토합니다.
사고에 관한 틀:
(1) 용량 개념: 용량 용량은 비율 (C=Q/U) 로 정의된 물리적 양으로, 콘덴서에 포함된 전하의 양을 나타내며 모든 콘덴서에 적용됩니다. 콘덴서의 경우 콘덴서의 충전 여부, 충전된 전하의 양, 극판 사이의 전위차 크기 등에 관계없이 콘덴서 자체의 유전 특성 및 기하학적 크기에 따라 콘덴서도 일정합니다.
(2) 평행판 콘덴서의 용량: 평행판 콘덴서의 용량은 두 판의 상대 영역, 두 판 사이의 거리 및 매체의 상대 유전 상수에 의해 결정되며 C=? S/(4? Kd)
(3) 커패시터의 동적 분석: 핵심은 변수인지, 불변인지, 세 가지 공식 파악 [C=Q/U, C=? S/(4? Kd) 와 E=U/d] 는 용량 전하 Q 가 변하지 않고 (충전 후 전원 꺼짐), 2 극판 사이의 전압 U 가 변하지 않는 경우 (항상 전원 켜짐) 를 분석합니다.
1 1 전기장에서 하전 입자의 움직임
문제 요약: 전기장에서 전기를 띤 입자의 움직임은 본질적으로 전기장력과 전력이 결합된 역학 문제이다. 연구 방법은 입자 역학과 마찬가지로 운동 합성과 분해의 역학 법칙, 뉴턴 운동의 법칙, 함수 관계 등을 따른다. 수능에는 객관식 문제도 있고 종합 계획도 있다. 문제를 풀다? 。
사고에 관한 틀:
(1) 전기장에서 전기를 띤 입자의 움직임에는 두 가지 처리 방법이 있습니다. 1 역학 방법: 전기를 띤 입자의 힘 분석과 운동 과정 분석에 초점을 맞춘 다음 뉴턴의 두 번째 법칙을 사용하여 변위, 속도 등의 물리적 양을 계산합니다. ② 함수 방법: 전기장력과 다른 힘으로 인한 에너지 변화 또는 전체 과정의 함수 관계에 따라 질점의 움직임을 결정합니다 (사용 시 선호).
(2) 전기장에서 전기를 띤 입자의 움직임을 처리할 때는 입자의 중력을 고려했는지 주의해야 한다.
① 양성자? 입자, 전자, 이온 및 기타 미세 입자는 일반적으로 중력이 아닙니다.
② 액적, 먼지, 입자와 같은 거시적으로 전기를 띤 입자는 일반적으로 중력을 고려한다.
특수한 상황은 구체적인 상황과 문제 건조에서 함축된 조건에 따라 판단해야 한다.
(3) 전기장에서 전기를 띤 입자의 움직임을 처리할 때, 입자 운동 궤적의 도식도를 그리는 데 주의해야 하며, 그림을 기초로 기하학적 지식을 이용하여 관계를 찾는 것은 종종 돌파구가 된다.
12 자기장에서 하전 된 입자의 움직임
문제 요약: 전기 입자가 자기장에서 움직이는 운동은 여러 해 동안 많은 수능 문제를 조사했다. 명제 형식에는 간단한 객관식 문제와 종합 계산문제가 있어 난이도가 크다. 세 가지 일반적인 명제 형식이 있습니다.
(1) 운동학적 양 (반지름, 속도, 시간, 기간 등). ) 전하를 띤 입자가 로렌츠력의 작용으로 원주 운동을 하는 현상이 두드러진다.
(2) 개념에 대한 깊은 이해를 강조하고 역학 문제로 종합방법을 조사하고 사고력과 종합능력을 중점적으로 고찰한다.
(3) 이 부분의 지식이 실생활에서 응용되는 것을 강조하고, 사고능력과 이론이 실제와 연계되는 능력을 중점적으로 조사한다.
사고 템플릿: 이런 운동 문제를 처리할 때, "중심 찾기, 반지름 찾기 (R=mv/Bq), 주기 찾기 (T=2? M/Bq) 또는 시간.
(1) 중심 결정: 로렌츠 힘 F 가 중심을 가리키기 때문에 F? V, 입자 모션 궤적의 두 점 (일반적으로 자기장을 입력 및 종료하는 두 점) 에서 F 의 방향을 그립니다. 두 로렌츠 힘 F 의 연장선을 따라 교차하는 점이 중심입니다. 또한 중심점은 원 내의 모든 현에 대한 수직선 위에 있어야 합니다.
(2) 반지름 결정 및 계산: 평면 기하학적 관계를 사용하여 원의 반지름 (또는 이동 호에 해당하는 중심 각도) 및 중요한 기하학적 특징, 즉 점 속도의 편각 (? ) 는 중심 각도 (? ) 및 현 AB 와 접선의 각도 (현 접선각? ) 두 번 (그림) 즉? =? =2? 。
(3) 운동 시간 결정: t=? T/2? 또는 t=s/v 입니다. 여기서? 편각, T 는 주기, S 는 궤적의 호 길이, V 는 선 속도입니다.
고등학교 물리 문제 해결의 심리적 조작.
첫째, 물리적 문제 해결 개요
최근 몇 년간의 문제 해결 연구에 따르면, 한 가지 문제는 제때에 달성할 수 없는 목표를 가리키며, 이 목표를 달성하기 위해 취한 신체적 또는 심리적 행동을 문제 해결이라고 한다. 문제를 해결할 때 너는 반드시 일정한 규칙을 따라야 한다. 따라서 문제는 다음과 같은 부분을 포함해야 합니다. (1) 초기 상태-문제에 의해 주어진 알려진 조건과 물리적 연습에서의 알려진 조건; (2) gogl 상태-문제를 풀 때 달성해야 할 궁극적인 목표, 물리적 문제의 수요; (3) 연산자-이러한 원리를 적용하여 문제를 초기 상태에서 최종 상태로 변경합니다. 물리적 문제를 해결하기 위해 따라야 하는 물리 법칙의 원리도 사람들이 알고 있는 법칙에 부합해야 합니다.
문제 해결자는 문제를 해결하는 과정에서 초기 상태에서 일련의 문제 상태를 통해 최종 상태에 도달해야 한다. 초기 상태에서 최종 상태까지의 모든 문제 상태는 문제 공간을 구성합니다. 문제 상태의 전환은 문제 해결자가 심리적 작업을 수행하여 문제 해결의 심리적 이미지를 구축해야 합니다. 이 정신 이미지는 개인화되어 있으며, 사람마다 다르며, 문제 자체보다 더 많은 정보를 포함하고 있으며, 문제 해결사의 오랜 기억에 저장된 지식의 영향을 받는다. 즉, 문제 해결사는 자신이 이미 가지고 있는 지식을 바탕으로 정신 이미지를 구축하고 해결책을 찾는 것이다. 많은 경우 문제 공간이 커서 조작을 허용하는 규칙이 많다. 이것은 다중 솔루션 문제입니다. 때때로 문제 공간은 크지만 조작을 허용하는 규칙이 제한되어 해당 문제 해결도 적다.
문제 해결 과정도 매우 복잡한 정보 처리 과정이며, 문제 해결자는 정보 처리 시스템이며, 문제 해결은 시스템과 문제 간의 상호 작용입니다. 문제 해결은 이 정보 처리 시스템의 특성과 문제 구조에 달려 있다. 문제 구조는 문제 해결 과정을 제한하고 실행 가능한 조치를 제공합니다. 문제 해결사의 특징은 그의 단기 기억의 용량, 장기 기억에 저장된 지식, 그리고 그 지식을 저장하고 추출하는 데 걸리는 시간을 가리킨다. 지식 "모듈" (기본 문제) 이 더 많이 저장될수록, 이러한 "모듈" 을 더 빨리 추출할수록 문제 해결의 효율성이 높아진다.
둘째, 심리적 운영의 물리적 문제 해결
문제를 해결할 때, 제목에 묘사된 물리적 현상은 물리적 이미지로 번역되어 일시적으로 저장하기 위해 뇌에 입력되고, 뇌는 일련의 복잡한 심리적 조작을 통해 문제를 해결한다. 심리조작을 하려면, 조작의 대상이 있어야 하고, 둘째, 일정한 조작 규칙 (조작의 순서 포함) 이 있어야 한다. 물리 문제 해결의 심리 조작 대상은 뇌의 장기 기억에 저장된 물리 지식의 기본 모듈이다. 이러한 "모듈" 의 정보와 통합 정도는 사람마다 다릅니다. 조작 규정은 반드시 본 학과의 원리와 사람들이 아는 법칙에 부합해야 한다. 심리적 조작이란 이러한' 모듈' 을 가공, 결합, 연결, 재창조하는 심리적 과정을 말한다. 이런' 모듈' 이 없으면 심리조작은 원자재를 잃게 된다. 물리적 지식이 없는 사람에게 물리적 문제를 해결해 달라고 요구할 수는 없다. (존 F. 케네디, 지식명언) 그가 아무리 총명하더라도 그는 물리 문제를 해결하지 못할 것이다. 그 이유는 그의 오랜 기억 속에 저장되고 가공된' 모듈' 이 없기 때문이다. 이것이 바로 교부가 쌀이 없는 밥을 짓기 어려운 이유이다.
물리적 문제를 해결하는 심리적 조작은 일반적으로 세 단계로 나뉜다.
첫 번째 단계는 검색 및 추출 단계입니다. 해결해야 할 문제가 뇌에 입력되면 일단 끌리면 우리의 기존 지식, 경험, 실천인식이 바뀌고, 검색, 식별, 뇌의 장기 기억에 저장된 비슷한' 모듈' 을 추출한다. 이러한 "모듈" 은 물리적 부분 또는 단위에 대한 지식이거나 같은 유형의 기본 연습일 수 있습니다. 1 단계의 작업은 2 단계의 가공을 위해 원료와 필요한 준비를 제공한다. 물론 복잡한 문제의 경우 한 번에 "모듈" 을 정확하게 추출할 수 있는 것은 아니며, 처리 과정에서 반복적으로 추출을 검색할 수 있는 경우도 있습니다.
두 번째 단계는 커뮤니케이션 처리 단계입니다. 이 단계는 채택, 배제, 분해, 조합, 마이그레이션, 선택, 변환, 연락, 의사 소통을 포함한 심리 운영의 매우 중요한 단계입니다. 위의 작업을 통해 문제 공간이 점차 확정되어 점차 명확해졌다. 아이디어를 교환하고 전략을 형성하다. 이 단계에서 원래의 "모듈" 을 처리하고 재구성하기 위해 대뇌피질의 임시 신경 연결이 부분적으로 열리고 일부는 일시적으로 폐쇄되고 재구성됩니다. 이때 새로운 창조적 사고가 생긴다. 문제 해결은 어떤 면에서는 창조이다. 특히 다른 사람이 해결하지 못한 문제를 해결할 때는 더욱 그렇다.
작업할 때 더 이상 분할할 수 없을 때까지 전체 모듈을 어셈블리로 분할해야 하는 경우가 있습니다. 필요에 따라 각 "모듈" 에 포함된 요소를 배열하고, 필요에 따라 위에서 설명한 분해된 요소를 재조합하고, 제공된 정보에 따라 충분히 상상하고, 사고 정세의 영향을 극복하고 점차 문제 공간을 파악하여 문제 해결 전략을 형성합니다.
세 번째 레벨은 피드백 출력 레벨입니다. 커뮤니케이션 처리의 두 번째 단계 후에, 프로그램 전략은 형성 되 고, 그 후에 편집, 최적화, 계산, 시험 되 고, 처리 된 정보를 체계화 하 고 편성 하 고, 문제의 최종 상태에 도달 한다. 이때 처리된 정보는 두 부분으로 나뉩니다. 하나는 기능성 기관을 통해 출력되고, 다른 하나는 장기 기억의 새로운 "모듈" 로 뇌에 반환 (피드백) 됩니다. 우리는 블록 다이어그램을 사용하여 다음과 같은 심리적 운영 과정을 나타냅니다.
심리조작은 일종의 개인화된 사고 방식이다. 어떤 사람들은 문제 공간에서 목적 없이 생각하지만, 조직할 수 없고, 아무것도 얻지 못한다. 어떤 사람들은 거의 무궁무진한 검색 대신 문제 공간에서 극히 제한된 검색으로, 심지어 시도중에 아무런 실수도 없이 질서 정연하게 목표를 향해 달려갈 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)
셋째, 문제 해결의 사례 분석
예 1, 질량이 M 이고 전하가 Q 인 물체는 수평 레일 ox 내에서 움직일 수 있고, O 끝에는 레일에 수직인 고정 벽이 있습니다. 궤도는 균일한 전기장에서 전계 강도는 E, H 방향은 ox 를 따라 양수입니다. 그림 2 에서 볼 수 있듯이 작은 물체가 XO 에서 ox 궤도를 따라 이동하며, 초기 속도는 VO 이며, 운동할 때 일정한 마찰 F, F 를 받습니다.
답변: 위의 질문에 설명 된 물리적 현상을 분석하면 뇌의 장기 기억에서 전기 에너지, 운동 에너지, 마찰 작업 및 기능 원리의 네 가지 기본 지식 모듈을 추출합니다. 이 네 개의 모듈 사이에는 어떤 연관이 있으며, 어떻게 연결되어 있습니까? 우리는 두 가지 상황에 대해 토론한다. 마찰력이 없다면 물체의 함수와 전기 에너지가 서로 변환될 수 있다. 물체와 벽의 충돌은 에너지를 잃지 않지만, 함수와 전기 에너지의 합은 보존된다. 마찰력이 있는 경우 마찰력의 방향은 작은 물체의 운동 방향과 반대이며, 운동 에너지와 전기 에너지는 점차 줄어들고, 결국 O 점에서 멈춘다. 이것이 바로 작은 물체가 마찰력을 극복하고 하는 일이 접동에너지와 전기에너지의 합과 같다는 것이다. 다음 블록 다이어그램을 사용할 수 있습니다.
"모듈 2" 와 "모듈 3" 은 서로 다른 방면에서 물체 상태의 변화를 설명하고, "모듈 1" 은 마찰력을 극복하고 일을 하는 과정을 설명합니다. 물체 상태의 변화는 마찰 작업으로 인한 것이 분명하다. 따라서' 모형 1' 과' 모듈 2, 모듈 3' 사이에는 인과관계가 있고, 이들 사이의 수량관계는' 모듈 4' 에 의해 연결된다 (기능원리). 이 문제에서 물체의 뒷거리는 과정량과 공력과 밀접하게 분리될 수 없는 물리량이기 때문에, 일을 하는 과정 전반에 걸쳐 나타나므로 마찰공의 모듈을 추출하는 것이 합리적이다. 그림의 세 열 공식에 따라 계산하는 것은 어렵지 않습니다. 여기서는 계산을 생략합니다.
예 2 에서 볼 수 있듯이, 수평 매끄러운 책상 위에 M 품질의 장난감 자동차를 놓고, 차의 플랫폼 (차의 일부) 에는 무시할 수 없는 스프링이 있습니다. 한쪽 끝은 플랫폼에 고정되어 있고, 다른 쪽 끝은 질량이 M 인 공으로 스프링을 일정한 거리로 압축한 다음 가는 선으로 묶습니다. 손으로 차를 책상 위에 고정시킨 다음 실을 태우면 공이 튀어나와 차 안의 A 점에 떨어진다. 차가 수리 되지 않은 경우, 얇은 라인이 태워, 공이 차에 떨어질 것인가? 자동차를 충분히 오래 유지하게 하다. 공이 차 밖으로 떨어지지 않는다. (1987 수능 문제)
해결 방법: 이 문제는 작은 차 운동과 작은 차 무운동 두 가지로 나눌 수 있다. 네 가지 기본적인 물리적 과정, 즉 작은 차가 움직이지 않을 때 공의 평평한 던지기 운동, 작은 차 운동 시 공과 작은 차의 상호 작용, 작은 차 운동 시 공과 작은 차의 상대적 운동, 작은 차 운동 시 공의 평평한 던지기 운동으로 나눌 수 있다. 각 물리적 프로세스는 특정 정보를 저장하는 모듈로 볼 수 있습니다. 각 모듈은 평평한 운동학 특징, 중력의 순간 효과, 공간 축적 효과, 시간 축적 효과, 차 운동 시 상황이 더 복잡해지는 등 많은 물리적 지식을 습득했다. 그러나 분해 필터를 통해 네 가지 프로세스가 속도와 밀접한 관련이 있음을 알 수 있으므로 상자 다이어그램에 표시된 대로 속도를 통해 네 가지 물리적 프로세스를 연결할 수 있습니다.
그림 5 에서는 각 "모듈" 의 종속성, 충족해야 할 물리적 규칙 및 이들 사이의 연결 조건을 보여 줍니다. 문제 해결에 대한 생각은 이미 소통이 잘 되어 있어서 수학 모델을 만들어 해결하는 것은 어렵지 않다.
예 3, 가는 밧줄이 도르래를 통과하는데, 양 끝에는 각각 질량이 M 과 M 인 물체가 있다. 그림 6 과 같이
M>M, m 은 아직 지상에 있습니다. M 자유 낙하 거리가 H 일 때 밧줄은 M 과 M 과 상호 작용하기 시작하며 밧줄은 매우 짧은 시간 내에 팽팽하게 조여진다. 밧줄이 막 조여져 M 이 올라갈 수 있는 최대 높이는 얼마입니까?
답변: 이 문제의 전체 물리적 과정은 세 단계로 나눌 수 있습니다. 1 단계: m 은 자유 낙하 상태에 있습니다. 2 단계: 로프는 각각 물체와 상호 작용합니다. 3 단계: m 과 m 은 각각 일정한 속도로 움직입니다. 3 단계 관계는 1 단계 M 의 최종 속도 V 가 정확히 2 단계 M 이 로프와 상호 작용하기 전의 초기 속도라는 것이다. 2 단계에서 M 과 로프가 상호 작용하는 속도 V 는 3 단계 M 의 초기 속도입니다. 그림 7 과 같이.
그림 7 에서 볼 수 있듯이 각 단계는 본질적으로 지식 "모듈" 이지만 각 "모듈" 에는 서로 다른 지식 용량이 포함되어 있으며 각 "모듈" 에는 고유한 특성과 충족되어야 할 규칙이 있습니다. 이러한 규칙은 작업 규칙입니다. 이 세 가지 "모듈" 은 자연스럽게 연결되어 완전하고 선명한 이미지를 형성하며 다시 계산하는 것도 어렵지 않다.
인간인지의 이론은 사람들이 어떻게 복잡한 사고를 하고 문제를 해결할 수 있는지를 설명해야 할 뿐만 아니라, 사람들이 어떻게 그렇게 하는 법을 배워야 하는지를 설명해야 한다. (존 F. 케네디, 생각명언) 문제 해결자가 물리적 문제에 대해 구성한 정신 이미지를 연구하여 물리적 지식에 대한 조직과 처리 능력을 이해하기 위한 것입니다. 물리 학습에서 가벼운 기억을 다시 이해하는 방법은 불충분하고 근거가 없는 것이다. 문제 해결의 성공은 고도로 조직된 물리 지식에 있다. 많은 유사한 문제들이 그들의 기억에 저장된다. 물리 교육에서 학생들이 맹목적으로 문제를 풀게 해서는 안 되고, 연습문제의 교류와 진화에 대해 이야기하지 않고, 학생들이 정확한 정성 분석을 하도록 유도하지 말아야 한다. 문제 해결에 성공하고, 문제 해결 전략이 좋은 사람들은 대부분 먼저 문제에 대한 정성 분석을 하고, 문제 해결 아이디어를 탐구한 후 정량 분석을 한다.