呂丹丹

(廣州市從化區(qū)第六中學 廣東 廣州 510900)

程敏熙

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

筆者有幸參加了2017年廣東省高考理綜物理科25題的評卷工作，批改了大量的學生試卷，對學生的答題情況和得失分情況有一個很清晰的了解，發(fā)現(xiàn)很多學生因為一些知識細節(jié)沒有注意，就失去了很多分數(shù)，很是可惜．因此想通過對此題的分析，對以后學生學習物理提供一些有效的建議．

1 題目及解析

【題目】(2017年高考廣東卷第25題)真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變．持續(xù)一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點．重力加速度大小為g．

(1)油滴運動到B點時的速度；

(2)求增大后的電場強度的大??；為保證后來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件．已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B，A兩點間距離的兩倍．

解析：(1)設油滴質量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為正．油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動，故勻強電場方向向上．在t=0 時，電場強度突然從E1增加至E2.

方法一：利用運動學公式求解．

在t=0時，電場強度突然從E1增加至E2時，油滴做豎直向上的勻加速運動，加速度a1滿足

qE2-mg=ma1

(1)

油滴在時刻t1

v1=v0+a1t1

(2)

電場強度在時刻t1突然反向，油滴勻變速運動，加速度a2滿足

-qE2-mg=ma2

(3)

油滴在時刻t2=2t1的速度為

v2=v1+a2t1

(4)

由式(1)～(4)得

v2=v0-2gt1

(5)

方法二:用動量定理求解．

設油滴速度方向向上為正

式(1)、(2)寫成

-mgt1+qE2t1=mv1-mv0

式(3)、(4)寫成

-mgt1-qE2t1=mv2-mv1

或整個過程用動量定理

-2mgt1=mv2-mv0

同樣可以得出結果式(5)．

(2)由題意，在t=0 時刻前有

qE1=mg

(6)

油滴從t=0 到時刻t1的位移為

(7)

油滴從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內的位移為

(8)

由題給條件有

(9)

式中h是B，A兩點之間的距離．

若B點在A點之上，依題意有

s1+s2=h

(10)

由式(1)～(3)、(6)～(10)得

(11)

為使E2>E1，應有

(12)

即當

(13)

或

(14)

才是可能的：條件式(13)和式(14)分別對應與v2>0和v2<0兩種情形．

若B點在A點之下，依題意有

s1+s2=-h

(15)

由式(1)～(3)，(6)～(10)得

(16)

為使E2>E1，應有

(17)

即

(18)

另一解為負，不合題意，已舍去．

2 題后思考

以下我們結合學生的答題情況，簡單分析一下要做好物理計算題所要具備的一些基本能力和注意事項．

2.1 形成“物理圖景”的能力

所謂的物理圖景，并不是一般草圖、美術圖、圖像等，而是知道本題的物理過程、研究對象、運動或變化情況，從一些物理現(xiàn)象中初步找出解答脈絡．物理圖景是“活的”圖景，一旦形成了圖景，該題的解答也就清晰了[1]．

此題有超過一半的考生得分為零分，原因不是該題難得無法下手，而是因為很多同學形不成物理圖景．平時做題都有圖形，今年突然沒有圖形，學生看到一大段的文字，提取不出有效信息，無法把文字轉換成物理模型，畫不出相應的圖形，更形不成物理圖景．學生自然就寫不出公式，或者胡亂寫幾個．這與平時教師的教學習慣也有一定的關系．平時考試或者講習題，我們都會直接給出圖形，講解物理過程、研究對象，運動或變化情況，忽略了由文字轉化成物理圖景這個很重要的環(huán)節(jié)．這個卻是最最重要的，因為實際情況不可能直接就是一個物理模型，我們學習物理，最主要也是第一步就是要會把文字轉化成物理圖景．因此，在以后的教學中，一定要在講新知識、新的物理模型時，就要有目的地多培養(yǎng)學生這方面的能力．

2.2 由受力分析確定運動狀態(tài)的能力

有不少學生是寫了公式，但得不到分或者分數(shù)很少的情況．其原因是搞不清此題的運動狀態(tài)，寫的不是計算勻變速直線運動的公式．

典型錯誤：寫了計算類平拋或者圓周運動的公式．

由牛頓第二定律知，物體受到的合外力不為零時，會產(chǎn)生加速度，會改變物體的運動狀態(tài)．我們高中物理學習的5種運動：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、類平拋運動，每一種運動都是由其受力特點和初速度情況共同決定，每一種運動都有其對應的公式去計算．因此，學生一定要受力分析，通過受力分析和初速度判斷它是何種運動，然后才能寫出相應的運算公式．

2.3 注意物理量的方向性

有一部分學生寫出了勻變速直線運動的公式，卻沒有得到相應的滿分，是因為沒有注意物理量的方向性．

典型錯誤：

(1)式(3)、(4)沒有注意加速度的方向，導致式(5)的結果錯誤為v2=v0+2gt1.

(2)整個過程用動量定理，沒有方向性，寫成2mgt1=mv2-mv0，這種做法選擇的方法是很簡便的，但僅僅因為沒有注意方向性，導致失分．這種情況是非常遺憾的．所以當利用公式中物理量有方向時，一定要注意正方向．

很多物理公式可以合二為一或者適用于整個物理過程，都是因為公式中的物理量是有方向性的，所以在應用的過程中一定要注意，首先要規(guī)定一個正方向，對已經(jīng)給的物理量，要明確的帶上方向，對于未知的，可以根據(jù)求出的結果，去判斷它的方向與正方向的關系，是同向或者反向．

2.4 注意物理量表達的嚴謹性

有一些同學上面3部分工作都做好了，但卻因為審題不清，沒有應用題設符號表達，或者對有變化的物理量沒有區(qū)分，被扣了不少分，這個是非?？上У?，但是也反應這部分考生學習物理時缺乏嚴謹性．

典型錯誤：

(1)式(1)寫成qE1-mg=ma1；式(3)寫成

-qE1-mg=ma2；式(5)寫成v2=v0-2gt等等；

(2)式(1)～(4)中的加速度都用a表示，或者速度都用v表示，沒有用下標區(qū)分．

物理是一門非常嚴謹?shù)膶W科，因此一定注意每個量的正確性，題目中給出的，一定要用題目給出的來表達．如果題目中某個物理量有變化，一定要用不同的下標區(qū)分．

2.5 計算能力

本題數(shù)學變化和計算部分占了很多分，能寫出E1和E2的關系，計算出結果的同學真的是鳳毛麟角．一方面是考試時間比較緊張，另一方面是學生的計算能力很差，初中就養(yǎng)成了用計算器的習慣，很簡單的計算都離不開計算器，導致高中碰到復雜的計算直接放棄，更不用說復雜的變形了．但今年高考的物理，計算部分的分值占了較大比重，所以在以后的學習中一定要注重這方面的練習．最后，看起來答案的公式大部分都很簡單，考查的是最基本的勻變速直線運動的問題，過程也只有兩個，但是要想得到十分以上，對物理基本功的要求也是非常高的．因此，對于物理的學習和備考，我們沒有套路，沒有捷徑，我們一定要按照學習物理的規(guī)律，多花時間在物理概念的建構過程、物理規(guī)律的探索過程中，讓學生感受物理的思想方法，一步一步扎實地掌握好最基本的物理能力，有效培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，才能取得理想的成績．

參 考 文 獻

1 華漢.98高考物理答題典型錯誤分析.試題分析,1998(z2)：18～23