摘 要:物理高考中實驗題的分數(shù)占比很大,全國高考的物理實驗題有沒有什么共同特點?在解答時有沒有通用方法呢?本文從具有代表意義的一道實驗題出發(fā),思考近年來在高考實驗題中出現(xiàn)的占比較高又具有代表性的問題進行思考,對這類題目中的關鍵方法做出如下的概括——不列方程不研究。
關鍵詞:高考;列方程;高中物理
在《高中物理課程標準》和近幾年的《全國統(tǒng)一考試大綱中》都明確指出高考物理學科對學生能力的考查主要概括為理解能力、推理能力、分析綜合能力、實驗能力以及應用數(shù)學處理物理問題的能力??梢哉f高考試題的命制是以知識為出發(fā)點,圍繞對學生五種能力的考查來展開的。而在與“應用數(shù)學知識處理物理問題”相關的題目中有這樣一道實驗題,(2014年理綜新課標卷Ⅰ,23題,題干略):圖(a)
問題設置如下:
1. 分別用E和r表示電源的電動勢和內阻,則1I與R的關系式為 .
2. 實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0 Ω時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。
答:① ,② 。
3. 在圖(c)的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k= A-1Ω-1,截距b= A-1。
4. 根據(jù)圖線求得電源電動勢E= V,內阻r= Ω。
【答案】1. 1I=RA+R1ER1R+1E[RA+RA+R1R1(R0+r)]
2. 0.110 9.09
3. 圖線如下:k=13-67=1.0,b=6.0
4. E=3.0 V,r=1.0 Ω
在近三年的高考題中出現(xiàn)這樣一道實驗題,對高三的復習工作是具有重要的指導意義的。此題考查了電流表這一高中基本測量工具的讀數(shù)(第2問),更重要的是對應用數(shù)學的方程(函數(shù))結合圖像分析解決物理問題的考查(第1,3,4問)。
學生解決此題的關鍵可以概括為“不列方程不研究”。此題的重要步驟可以書寫為:1.依據(jù)電路的串、并聯(lián)和閉合電路歐姆定律列出:IRAR1+I×RAR1RA+R1+R+R0+r=E,在此基礎上整理推導得到1I=RA+R1ER1R+1ERA+RA+R1R1(R0+r)——看出1I與R是成一次函數(shù)關系(線性關系)的。
2. 由電流表讀數(shù)得到0.110,計算求倒數(shù)得9.09。
3. 在圖像中描點,連線,得出斜率k=13-67=1.0,截距b=6.0。
4. 由數(shù)學中函數(shù)的方法得到k=R1+R1ER1,
b=1ERA+Ra+R1R1(R0+r)代入數(shù)據(jù),得E=3.0 V,r=1.0 Ω。
感悟:列方程是解決此題的關鍵步驟。“不列方程不研究”應該成為這種問題的重要提煉。
通過這道高考題的設問和求解方法,我們不難總結出在以后的教學中應該注意以下幾點:
首先,對物理公式和定律的教學,教師應該從新課的教學開始,幫助學生較深刻的建立起公式或者定律所包含物理量的內在關聯(lián)。進而讓學生在遇到具體題目時,能夠較為順利地找到題目所涉及物理量的內在關系。
其次,物理公式或者定律告訴我們的就是數(shù)學的一種函數(shù)關系。因此,在上一步驟的基礎上,大膽,準確的利用函數(shù)思想,建立好類似于上題中IRAR1I×RAR1RA+R1+R+R0+r=E的原始方程式,問題就解決了大半。
第三,建立好方程后,就是對方程按照題目需要的結果進行變形整理。這就是較為純粹的數(shù)學解題能力了。
事實上,在物理實驗題中從實驗原理出發(fā),列出相關物理量之間的關系方程,進而解決物理問題是很普遍的一種解題方法。做高考復習中的有心人,列方程解決物理問題不僅在實驗題中有應用,就在很多涉及求最值的物理計算題(也包括選擇題)中也可以有巧妙地應用。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗)[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]2014年普通高等學校招生考試新課標Ⅱ理綜試題.
[3]蔣靈.提高得分效率的教學方法[J].昆明,2015(9).
作者簡介:
孫建龍,重慶市,重慶復旦中學。