才志剛
【摘要】物理中的隱含條件出現(xiàn)的形式多種多樣,像一個(gè)個(gè)的陷阱等著那些不小心的學(xué)生,本文列舉了物理題目中隱含條件最為常見的幾種“把戲”,幫助同學(xué)們認(rèn)清它們的真面目,做到知己知彼。
【關(guān)鍵詞】隱含 ; 恒量 ; 近似 ; 估測(cè) ; 術(shù)語(yǔ) ; 圖像 ; 臨界
【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)7-0187-01
審清題意、抓住題目中的已知條件是解決物理題目的必要前提,但經(jīng)常有些條件若明若暗,含蓄不露地隱含在題目之中,極易被學(xué)生忽略,使學(xué)生感到無(wú)從下手而使解題陷入困境,此時(shí)挖掘隱含條件就成為解決問題的關(guān)鍵。這些隱含條件可隱蔽在題目的已知條件中、要求中、物理過程中、物理圖像中和定律應(yīng)用范圍中及答案中,如果了解了這些隱含條件的常見“把戲”,就能夠揭開神秘面紗,越過“思維陷井”,突破解題障礙。
1.限制隱含
有些題目按照物理規(guī)律求解出來(lái)的結(jié)果可能不符合實(shí)際,那么題目的解答應(yīng)受到生活實(shí)際的限制,比如在1atm下水的沸點(diǎn)就是1000c,不管吸收多少熱量也不能超過此值,再如電動(dòng)機(jī)的功率不能超過它的額定功率,所以電梯不能無(wú)止境的加速等等。
【例1】以36km/h的速度行駛的汽車,剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),若汽車在剎車后第2s內(nèi)的位移是6.25m.在剎車后5s汽車的位移是多少?
解析:題目中的隱含條件是汽車可能在5s前就已經(jīng)停下來(lái)了,所以不應(yīng)該將時(shí)間5s直接代入位移公式,應(yīng)先判斷一下汽車停下來(lái)的時(shí)間,再做求解。設(shè)第1s末的速度V1,第2s末的速度V2,汽車在ts內(nèi)停了下來(lái),則t=V0\a,V1=a,V2=2a,在第2s內(nèi)位移因S2=1/2(V1+V2)t2,所以停下來(lái)的時(shí)間t=4.0s,則剎車后5s汽車的位移S=1/2at2=20.0m
2.恒量隱含
某些物理量對(duì)于確定的對(duì)象來(lái)說是一個(gè)恒量,比如物體的質(zhì)量、體積、水的凝固點(diǎn)、密度、比熱、電壓等。
【例2】我國(guó)“遠(yuǎn)望號(hào)”衛(wèi)星測(cè)控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù),由長(zhǎng)江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測(cè)控船所受浮力的說法正確的是( ) A.由于船始終浮在水面上,所以它受到的浮力不變
B.由于海水的密度大,所以船在海洋里受到的浮力大
C.由于船排開海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于船排開海水的體積大,所以它在海洋里受到的浮力大
解析:抓住物體的重力是一個(gè)恒量的隱含條件,所以不管是在密度較小的江湖水中還是在密度較大的海水之中,浮力始終等于船的重力。所以答案為A。
3.事實(shí)隱含
有一些生活中的常識(shí)比如照明電路電壓為220v,且各用電器都為并聯(lián);基本粒子質(zhì)子、電子和α粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷量。這些常識(shí)性知識(shí)條件在題目中有時(shí)不直接給出,若不能將這些知識(shí)記住并從題目中挖掘出來(lái),就會(huì)陷入覺得少條件不能解的尷尬境地。
【例3】正常工作時(shí),電阻是484歐姆的電爐子,接在照明電路中,通電30秒電流通過電爐所做的功 ( )
A.300焦耳 B.30焦耳 C.3焦耳 D.3000焦耳
解析:隱含條件時(shí)“接在照明電路中”,所以電爐子的電壓應(yīng)為220v,再根據(jù)公式W=tU2\R解得W=3000J。所以D正確。
4.近似隱含
有一些條件沒有直接給出,但在題目中有些提示性得詞語(yǔ)暗示,如“緩慢”、“時(shí)間很短”、“在地球表面附近”、“輕質(zhì)桿”、“細(xì)繩”、“爆炸”、“碰撞”等等。它們都表示可以忽略某些無(wú)關(guān)緊要的物理量,從而簡(jiǎn)化題解。
【例4】一孤立的帶負(fù)電的金屬導(dǎo)體,A、B為導(dǎo)體表面附近的兩點(diǎn),現(xiàn)將兩個(gè)電子分別放在A、B兩點(diǎn)由靜止釋放,如果運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處,動(dòng)能之比是多少?
解析:有的同學(xué)讀完題后認(rèn)為題目中沒有涉及A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)大小的關(guān)系,所以無(wú)法求出有多少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能。但若注意到題目中的“A、B為導(dǎo)體表面附近的兩點(diǎn)”隱含意思的話,這道題目也就變得簡(jiǎn)單了,“表面附近”暗含著A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)近似等于導(dǎo)體表面的電勢(shì),而處于靜電平衡的導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面,所以A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)近似相等,所以它們運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處動(dòng)能之比是1:1。
5.估測(cè)隱含
某些物理量與我們得生活聯(lián)系非常得緊密,比如成人的體重、身高;人蹬自行車的速度,兩眼的距離、成人一步的距離,每層樓高等,若題目中涉及到這些條件且不需要精確計(jì)算時(shí),需要估測(cè),這種情況下結(jié)果只要數(shù)量級(jí)正確即可。
【例5】某同學(xué)逛南京新百乘自動(dòng)扶梯從一樓到三樓的過程中,自動(dòng)扶梯對(duì)他做的功約為( )
A.0J B.5×102J C.5×103J D.5×104J
解析:這是一道純粹的估測(cè)題,其中“人的質(zhì)量大約是50kg,每層樓高約為4m”等條件隱含在題中,正確估測(cè)后可得正確答案是C。
6.選項(xiàng)隱含
有些題目中的選項(xiàng)之中常隱含著題干沒有表述的條件或物理情景,這時(shí)需要我們有能力綜合分析對(duì)比選項(xiàng),挖掘出其中隱含的條件。
【例6】用一個(gè)重10N的動(dòng)滑輪來(lái)提升50N重的物體,則實(shí)際拉力( )
A.可能是35N B.正好是30N
C.正好是25N D.可能是20N
解析:從選項(xiàng)之中的“大約”、”可能”、“正好”等字眼中隱含著需要考慮到繩子與滑輪之間的摩擦力、繩子的重力,所以實(shí)際拉力大于滑輪和物體總重力的二分之一,即30N,答案為A。
7.圖像隱含
有的物理題的部分條件隱含在題目的圖像中,結(jié)合題設(shè)條件分析圖像,從圖像中挖掘隱含條件,方可找出解題途徑
【例8】一帶正電粒子從電場(chǎng)中P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),v-t圖像如下圖所示,則下圖符合實(shí)際的是( )
解析:分析物體v-t圖像的特點(diǎn),隱含著“物體的速度增大,加速度增大”的條件,由“物體速度增大”的條件可知電場(chǎng)線方向應(yīng)由P指向Q;由“物體的加速度增大“的條件可知由P到Q電場(chǎng)線越來(lái)越密集。所以正確選項(xiàng)是B。
8.術(shù)語(yǔ)隱含
在物理題中有一些俗成的名詞術(shù)語(yǔ),如表示物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的術(shù)語(yǔ):“靜止” 、“勻速”;表示理想化模型的術(shù)語(yǔ):“光滑水平面”、“理想變壓器”、“輕質(zhì)桿”;表示臨界問題的術(shù)語(yǔ): “剛好”、“恰好”表示出現(xiàn)極值情況的術(shù)語(yǔ):“最大”、“最小”、“至少”等,它們都具有特定的物理意義, 隱含著某些特殊物理量取值或物理情景。endprint