Давайте поступим так. Сейчас я опишу только результат. Если будет нужно пояснить, как достичь того или иного пункта (чтобы ученик сам смог это сделать), я напишу отдельные статьи. Писать всё сразу - получится очень большой текст, который придётся читать несколько раз.
Примерно этот разбор имеет в виду учитель, когда говорит "прочитайте текст задачи внимательно".
Порядок разбора текста:
0. Определяются физические ситуации,
1. Выделяются объекты с их действиями,
2. Выделяются явления,
3. Выбираются величины,
4. Выбираются законы.
Дан текст задачи (8-9 класс)
Платформа с песком массой 5 кг двигается со скоростью 0,8 м/с по гладкой горизонтальной поверхности. Навстречу платформе летит ядро маcсой 1 кг со скоростью 7 м/с. Ядро попадает в песок и застревает в нем (рис. 231). В какую сторону и с какой скоростью покатится платформа после попадания ядра?
0. В задаче речь идёт о двух ситуациях:
- до застревания ядра в песке (начинается в момент начала задачи, заканчивается сразу перед столкновением)
- после застревания ядра в песке (начинается сразу после завершения процессов столкновения, заканчивается в момент окончания задачи)
Есть третья ситуация - сам процесс застревания (от момента соприкосновения до завершения процессов столкновения). В процессе решения задачи станет понятно, что эту ситуацию нужно исключить из рассмотрения.
1. Объекты:
- [1]Платформа (материальная точка),
- [2]ядро (материальная точка),
- [3]Платформа с ядром (материальная точка).
Действия:
- [1]Платформа двигается.
- [2]Ядро летит.
- [3]Платформа с ядром (по)катится.
- [2]Ядро застревает.
2. Явления:
- Равномерное прямолинейное движение в первой ситуации. Участвуют [1]платформа и [2]ядро. Слова, которые указывают на явление: "двигается", "летит". Нет явного указания на то, что тела движутся с ускорением. Указывается величина "скорость" (без уточнения типа "мгновенная" или "начальная"). Нет явного указания, что тела меняют направление движения.
- Равномерное прямолинейное движение во второй ситуации. Участвует [3]платформа с ядром. Слова, которые указывают на явление: "(по)катится". Нет явного указания на то, что тела движутся с ускорением. Указывается (спрашивается) величина "скорость" (без уточнения типа "мгновенная" или "начальная"). Нет явного указания, что тела меняют направление движения.
- Ускоренное (не обязательно, "равно-") движение в третьей ситуации. Участвуют [1]платформа и [2]ядро. Есть намёк, что скорость хотя бы одного тела может изменить направление ("в какую сторону"), т.е. ускоренное движение пройдёт стадию полной остановки (возможно, и неизвестно, для какого из двух тел). В таком случае, возможно, будет целесообразно разделить движение на замедленное (до остановки) и ускоренное (после остановки).
- Абсолютно неупругий удар в третьей ситуации. Участвуют [1]Платформа и [2]ядро. Слово, которое указывает на явление "застревает"
3. Величины:
Величины удобнее сгруппировать по ситуациям и объектам
- Платформа до столкновения: Масса, координата, скорость, потенциальная энергия, кинетическая энергия, импульс.
- Ядро до столкновения: Масса, координата, скорость, потенциальная энергия, кинетическая энергия, импульс.
- Платформа с ядром после столкновения: Масса, координата, скорость, потенциальная энергия, кинетическая энергия, импульс.
- Платформа в процессе столкновения: Масса, координата, мгновенная скорость, начальная скорость, конечная скорость, (мгновенное) ускорение, (начальное ускорение, конечное ускорение), (мгновенная) сила (начальная сила, конечная сила), мгновенный импульс, начальный импульс, конечный импульс, время, путь, мгновенная потенциальная энергия, начальная потенциальная энергия, конечная потенциальная энергия, мгновенная кинетическая энергия, начальная кинетическая энергия, конечная кинетическая энергия.
- Ядро в процессе столкновения: Масса, координата, мгновенная скорость, начальная скорость, конечная скорость, (мгновенное) ускорение, (начальное ускорение, конечное ускорение), (мгновенная) сила (начальная сила, конечная сила), мгновенный импульс, начальный импульс, конечный импульс, время, путь, мгновенная потенциальная энергия, начальная потенциальная энергия, конечная потенциальная энергия, мгновенная кинетическая энергия, начальная кинетическая энергия, конечная кинетическая энергия.
(координаты тоже могут быть начальные, конечные и мгновенные)
4. Законы:
- Для равномерного прямолинейного движения подходят определения скорости v=s/t, кинетической энергии E=mv²/2 и закон движения x=x0+vt.
- Для абсолютно неупругого удара подходят законы сохранения массы ∑m(до)=∑m(после), импульса ∑p(до)=∑p(после).
- Для ускоренного (без "равно-") движения у нас есть законы сохранения и 2 закон Ньютона F=ma для мгновенных величин.
На этом заканчивается разбор непосредственно текста задачи и начинается решение. Сам процесс решения чисто механический, но он тоже довольно сложно устроен внутри и выглядит "просто" на поверхности. И конечно, заслуживает отдельного обсуждения (хотя, я уже писал о таких процессах)
Во время решения (как я сразу указал) обнаружится, что в процессе столкновения мы ничего не сможем вычислить, кроме некоторых граничных значений (и те - получим из других ситуаций или законов сохранения). Даже если мы возьмём за рабочую модель равноускоренное движение, поднимем формулы из высших классов физики, всё равно непосредственно до числа мы ничего не сможем довести, просто потому что не хватит данных.
Это отсылает нас к очень интересной особенности физики как науки вообще: часто нам не нужно знать в подробностях, как происходит процесс, мы всё равно сможем предсказать его результат из "общих соображений" (коими и являются, например, законы сохранения).
Ещё раз повторюсь: такой разбор текста учитель называет "прочитай внимательно", и его выполняет каждый (учитель тоже). Опытные решальщики задач по физике могут выполнять разбор одновременно по нескольким пунктам (как я писал в статье о лабиринтах), возвращаться и исправлять, если что-то не получается в решении, а если формулировка знакомая, то доставать из памяти уже имеющуюся часть схемы. И процесс этот происходит незаметно, независимо от самого решальщика. Поэтому и получается у кого-то, что "задача в уме решается, тут думать нечего". А у кого нет такого опыта - не знают, с чего начать.