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        挖掘“灰色”條件 打開解題思路

        2012-12-29 00:00:00許方水
        新課程·上旬 2012年10期

        在物理問題中,對于問題中的條件,大多數(shù)已知條件題目會直接給出,從題目中我們能很輕松地把它們找出來。但有一些條件(或者是其深層次的含義)不是直接給出,它可能隱藏在看起來“可有可無”的內(nèi)容上,讀者只有通過認真審題,才能把它挖掘出來。由于這種條件具有這樣顯明的特點,即隱藏在看起來“可有可無”的內(nèi)容中,可稱之為“灰色”條件。而在這一類問題中,“灰色”條件能不能被發(fā)現(xiàn),能不能被好好利用,往往是解決問題的關(guān)鍵所在,請看下面的例題:

        例1.面積很大的水池,水深為H,水面上浮著一正方形木塊,木塊邊長為a,密度為水的■,質(zhì)量為m,開始時,木塊靜止,有一半沒入水中,如圖1所示,現(xiàn)用力將木塊緩慢地壓到水底,在這一過程中(?。?/p>

        A.木塊的機械能減少了mg(H-■)

        B.水池中水的機械能不變

        C.水池中水的機械能增加了2mg(H-■)

        D.水池中水的機械能增加了2mg(H-■)

        解析:由于水的密度大于木塊的密度,木塊在緩慢下沉?xí)r,水面要上升,如果要考慮水面上升的高度,則本題無法求解,因為水池的面積不知道,如果不考慮水面的上升幅度,問題就得到了解決。其實,本題的正確處理就是這樣,因為題目中提到水池面積很大,所以上升幅度很小,可以不考慮水面的上升量,這實際上是解決問題的關(guān)鍵,這個條件就是“灰色”條件,解答過程如下:認為水深不變,如圖2所示,對木塊由功能關(guān)系可得機械能減少了mg(H-■),對水池中的水,它的機械能的增量等于木塊重力對它做的功和外力做功之和,即ΔE=WG+WF,其中WG=mg(H-■),而外力做功分為兩個過程,在第一個過程中,即木塊從開始到完全浸入水中,外力是變力,大小隨下降的位移均勻增加,當木塊剛好完全浸入水中時,其值最大,為mg,做功為W1=■×■=■,第二個過程中,即從木塊完全浸入水中到木塊被壓入池底中,外力為恒力,大小為mg,做功為W2=mg(H-a),所以ΔE=WG+W1+W2=2mg(H-■),正確答案為AD。

        例2.如圖3所示,絕熱的容器密閉一定質(zhì)量的氣體(不考慮氣體分子間作用力),用電阻絲對其加熱時,絕熱活塞與器壁間無摩擦,下列說法正確的是(?。?/p>

        A.單位時間內(nèi),氣體分子對活塞的沖量增大

        B.氣體對外做功,氣體內(nèi)能可能減少

        C.氣體溫度升高,壓強增大

        D.電阻絲消耗的電能一定大于氣體對外做的功

        解析:用電阻絲加熱,很容易可知氣體的溫度升高,由理想氣體的狀態(tài)方程■=C,可得到pV在增大。但對于氣體的壓強,體積的變化,則不好判斷,而對于本題,關(guān)鍵是要突破氣體的壓強,體積的變化情況,否則,解題就會失敗。認真審題后,發(fā)現(xiàn)“用電阻絲加熱”這幾個字,除了有上面的含義之外,還包含有更深層次的意義,就是氣體溫度是緩慢上升的,因此活塞也是緩慢移動的,也就是說活塞總是處于平衡狀態(tài),對活塞受力分析,它受到重力mg,氣體向上的支持力pS,大氣向下的壓力p0S作用,即mg+p0S=pS,因mg、p0S不變,所以氣體的壓強不變,A錯,C也是錯誤的。由理想氣體的狀態(tài)方程■=C,可知體積增大,氣體對外做功,溫度升高,故B錯,由能量守恒可得D答案正確。在本題中,“用電阻絲加熱”其深層次的含義沒有直接給出,它也是一個“灰色”條件,是解題的關(guān)鍵.

        點評:物理題目的難度大小,不僅取決于題目所研究的物理現(xiàn)象和物理過程的復(fù)雜程度,也與已知條件的明顯或隱蔽有關(guān)。如果能夠反復(fù)讀題、審題,既綜觀全局,又重點推敲關(guān)鍵的詞、句,通常會從題目中找出一些“灰色”條件,這些“灰色”條件,可為我們擦亮解題思路,問題就會迎刃而解。因此,對于物理問題中的“灰色”條件,值得挖掘,因為磨刀不誤砍柴工。

        (作者單位 江西省贛州市石城縣石城中學(xué))

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