林貴
(南安僑光中學 福建 泉州 362314)
隨著新課程改革的不斷向前推進,許多課改實驗區(qū)的高考試題出現(xiàn)“你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性作出準確判斷”這樣一類“猜測”性題型.此類問題選擇的物理模型并不是高中生所常見的,而且用考生在高中階段所學的物理知識通常不能從正面完整解答.此類題型體現(xiàn)了高考命題源于教材,又不拘泥于教材的特點.要得到正確結果,考生必須根據(jù)已有的知識和物理事實、條件,運用恰當?shù)姆椒?,進行邏輯推理和論證,對不熟悉的問題作出正確的判斷.但對此類題型許多考生會有些迷茫,如何有效地進行“一定的物理分析”呢?總的來說解決此類問題總的指導思想:化現(xiàn)實為理想、化大為小.常用方法有:假設法、極限分析法、特值簡算法、量綱比較法等.現(xiàn)舉幾個實例來說明,不足之處還請同行們不吝賜教.
【例1】(2011年高考福建卷第18題)如圖1所示,一不可伸長的輕質細繩跨過滑輪后,兩端分別懸掛質量為m1和m2的物體A和B.若滑輪有一定大小,質量為m且分布均勻,滑輪轉動時與繩之間無相對滑動,不計滑輪與軸之間的磨擦.設細繩對A和B的拉力大小分別為T1和T2.已知下列四個關于T1的表達式中有一個是正確的,請你根據(jù)所學的物理知識,通過一定的分析判斷正確的表達式是
分析:本題選擇的物理模型滑輪有質量,兩邊繩子的拉力不再相等,這和考生在高中階段所接觸到的模型輪質量不計,同一根繩子拉力處處相等,形成鮮明的反差.從選項設置來看,不同選項只是系數(shù)不同而已,因此所有選項的量綱都一樣,不能用量綱來解決本題,只能用一定的方法來計算,就要求考生有較強的推理能力、分析和解決物理問題的能力.
解析:
方法1:試題與平時接觸模型不同的原因是滑輪有質量,因此不妨假設滑輪質量為零,這樣兩邊繩子的拉力就相等了,且可設m1>m2.
對于m1滿足m1g-T=m1a
對于m2滿足T-m2g=m2a
解得
故選項C正確.
方法2:從選項的設置來看,倘若假設m=m1=m2,這樣選項容易化簡且系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),此時兩邊繩子拉力相同,T=mg.故選項C正確.
圖1
【例2】(2010年高考福建卷第18題)物理學中有些問題的結論不一定必須通過計算才能驗證,有時只需通過一定的分析就可以判斷結論是否正確.圖2所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為R1和R2的圓環(huán),兩圓環(huán)上的電荷量均為q(q>0),而且電荷均勻分布.兩圓環(huán)的圓心O1和O2相距為2a,連線的中點為O,軸線上的A點在O點右側,與O點相距為r(r 圖2 分析:本題考查物理學方法的使用,本題利用等效法、特殊值法和微元法綜合分析比較方便. 解析: 【例3】(2009年高考北京卷第20題)圖3所示為一個內、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面,其單位面積帶電荷量為σ.取環(huán)面中心O為原點,以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設軸上任意點P到O點的的距離為x,P點電場強度的大小為E.下面給出E的四個表達式(式中k為靜電力常量),其中只有一個是合理的.你可能不會求解此處的場強E,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷,E的合理表達式應為 圖3 解析:本題考查考生對物理知識的理解和應用,可應用假設法與極限法來解,即當R1=0時,對于A選項而言E為負值,此時帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面,中心軸線上一點的電場強度E>0,故A選項錯誤.當x=0時,此時要求的場強為O點的場強,由對稱性可知EO=0.對于C選項而言,x=0時E為一定值,故C選項錯誤.當x→∞時E→0,而D選項中E→4πrσ,故D選項錯誤.所以正確選項只能為B選項.當然,本題也可利用量綱排除A,C兩項,具體筆者就不贅述了. 最后,此類問題本身是一個科學問題,考查考生的科學探究能力,體現(xiàn)新課程改革的理念.只有在物理教學中不斷實踐新課程改革的理念,從知識與技能、過程與方法,情感態(tài)度與價值觀三個維度培養(yǎng)學生,才能進一步提高學生的科學素養(yǎng),才能切實提高學生的科學探究能力,才能從“根兒”上解決此類問題.