◇ 山東 王業(yè)紅

高考命題關(guān)注學(xué)生“學(xué)科素養(yǎng)”和“學(xué)習(xí)能力”的考查,體現(xiàn)“立德樹人”的理念.高考物理中的計(jì)算題是力、電、磁的綜合,考查的知識(shí)點(diǎn)多、物理規(guī)律多、研究對(duì)象多、運(yùn)動(dòng)過程復(fù)雜,是對(duì)學(xué)生的理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力的全面考查,這些都是高考物理要考查的學(xué)生必備能力.筆者從以下5個(gè)方面討論面對(duì)復(fù)雜的高考計(jì)算題時(shí),我們應(yīng)如何從容應(yīng)對(duì),快速突破,希望對(duì)大家有所幫助.

1 觀大局、明考點(diǎn)

首先要通覽題目,明確本題的考點(diǎn),是考查力學(xué)還是電磁場的相關(guān)內(nèi)容,便于我們?cè)陬^腦中迅速搜索相關(guān)的物理規(guī)律,快速找到解題的方法.

2 抓細(xì)節(jié)、挖條件

1)看清題目中的已知條件及要求,防止出現(xiàn)一步錯(cuò)步步錯(cuò)的連鎖反應(yīng).例如：接觸面是否光滑、帶電粒子是否計(jì)重力、g 的取值等.

2)挖掘題目中的隱含條件：題目中的關(guān)鍵字眼往往是“題眼”,是解題的關(guān)鍵,如“恰到最高點(diǎn)”“恰共速”“恰不脫軌”“恰做圓周運(yùn)動(dòng)”“恰做勻速運(yùn)動(dòng)”“剛好沒滑落”“剛好不相撞”等.如果在解題過程中,抓不住這些關(guān)鍵細(xì)節(jié),挖掘不出這些條件,往往找不出相應(yīng)的規(guī)律,導(dǎo)致功虧一簣.

3 分階段、建模型

1)分階段：高考計(jì)算題往往是多物體、多過程的力學(xué)綜合題,或者是帶電粒子在組合場或復(fù)合場中的各種運(yùn)動(dòng)(如類平拋與圓周結(jié)合),面對(duì)這樣復(fù)雜的問題,我們需要沉著冷靜.再復(fù)雜的問題也是由簡單問題組合而成的,要學(xué)會(huì)分解問題,化繁為簡,步驟如下：a)構(gòu)建全過程運(yùn)動(dòng)情境,使之在大腦中形成整體動(dòng)畫；b)合理分段,分析每個(gè)過程的規(guī)律；c)找到各段的關(guān)聯(lián)點(diǎn),整合解題思路.

2)構(gòu)建模型：物理規(guī)律是由一個(gè)個(gè)模型來體現(xiàn)的.解題過程就是從問題中提煉有用信息,轉(zhuǎn)化為我們熟悉的圖象過程,從而抽象出我們熟悉的物理模型,再運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律解決問題.

高中所學(xué)的物理模型大致分為以下幾類.a)力學(xué)模型：質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、輕彈簧、彈簧振子、單擺等.b)電學(xué)：點(diǎn)電荷、平行板電容器、理想電流表、理想電壓表等.c)運(yùn)動(dòng)過程模型,典型的有：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞等.d)情境模型：傳送帶模型、板塊模型、小船過河、人船模型等.

4 找規(guī)律、寫公式

不同的物理模型考查不同的知識(shí)點(diǎn),對(duì)應(yīng)不同的物理規(guī)律,我們要依據(jù)題目中提供的不同物理情境,構(gòu)建不同的物理模型,寫出相應(yīng)的物理公式.

5 細(xì)思量、防陷阱

高考物理計(jì)算題陷阱較多,主要有以下幾種.1)閱讀陷阱：題目篇幅長、情境新,提煉不出主要信息,甚至把無用的信息當(dāng)有用的信息來研究,導(dǎo)致無法作出正確的解答,或耗費(fèi)大量時(shí)間.2)亂用模型.任何結(jié)論、規(guī)律或模型,都有一個(gè)適用范圍,認(rèn)清條件再解題,不能張冠李戴.3)多解性問題.由于運(yùn)動(dòng)的周期性、對(duì)稱性等,出現(xiàn)多解問題.4)計(jì)算過程代入的物理量受干擾條件影響,如剎車類陷阱.5)計(jì)算結(jié)果的表達(dá)方式要求.如結(jié)果保留幾位有效數(shù)字、保留幾位小數(shù)等.

下面以2019年全國卷Ⅰ計(jì)算題為例說明如何應(yīng)用以上5個(gè)步驟來解題.

當(dāng)污染羽水位較深時(shí)，可以采用灌注處理帶式PRB結(jié)構(gòu)[31]，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示.這種結(jié)構(gòu)通過注射井把處于溶解狀態(tài)的反應(yīng)介質(zhì)注入到含水層當(dāng)中，注入的溶劑溶解于含水層中形成處理帶，當(dāng)污染羽流與處理帶接觸時(shí)，污染物與反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)從而使污染物得以去除[32].灌注處理帶式PRB結(jié)構(gòu)常用于處理水位較深的地下水修復(fù)，但其受工程地質(zhì)條件和地下水環(huán)境影響較大，而大多數(shù)受污染的尾礦地區(qū)工程地質(zhì)條件復(fù)雜，限制了它的應(yīng)用.

圖1

(1)求物塊B 的質(zhì)量；

(2)在圖1-乙所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,求物塊A 克服摩擦力所做的功；

(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,在物塊B 停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將物塊A 從P 點(diǎn)釋放,一段時(shí)間后物塊A 剛好能與B 再次碰上.求改變前后動(dòng)摩擦因數(shù)的比值.

聯(lián)立上式即得mB＝3m.

(2)設(shè)物塊A 在傾斜軌道下滑過程中克服摩擦力做的功為Wf1、位移為s1,返回到P 點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功為Wf2、位移為s2,P 點(diǎn)的高度為h,由動(dòng)能定理得A 下滑過程：

A 上滑返回P 點(diǎn)過程：

又由Wf＝fs,可得Wf1∶Wf2＝5∶1.

(3)設(shè)傾斜軌道傾角為θ,物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)改變前為μ1,改變后為μ2,B 在水平軌道上滑行的位移為s0.由動(dòng)能定理得B 碰撞后的過程有,B 停止運(yùn)動(dòng)后,A 再次與B碰撞前的過程有mgh－μ2mgcosθ·s2－μ2mgs0＝0,Wf2＝μ1mgcosθ·s2,解得

由于高考物理綜合計(jì)算題既是高考中的重點(diǎn)也是難點(diǎn),所以教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)合理構(gòu)建物理模型,靈活運(yùn)用“五步”解題法,從而實(shí)現(xiàn)完美解題.