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        高中物理陷阱題的分類(lèi)透視與對(duì)策

        2020-12-11 09:16:27吳超男沈???/span>
        關(guān)鍵詞:高中物理對(duì)策

        吳超男 沈???/p>

        [摘要]教師在物理教學(xué)中有意識(shí)地通過(guò)設(shè)置不同形式的陷阱,誘導(dǎo)學(xué)生上當(dāng)受騙,暴露學(xué)生的思維漏洞,從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),促使學(xué)生總結(jié)反思,提升學(xué)生的思維能力。

        [關(guān)鍵詞]高中物理;習(xí)題;陷阱設(shè)置;分類(lèi)透視;對(duì)策

        [中圖分類(lèi)號(hào)]G633.7

        [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

        [文章編號(hào)] 1674-6058( 2020)35-0045-03

        一、用概念規(guī)律易錯(cuò)因素設(shè)置陷阱

        由于對(duì)物理概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)不足,導(dǎo)致理解不到位,因此應(yīng)用概念規(guī)律時(shí),容易出錯(cuò),為此,教師可通過(guò)陷阱引導(dǎo)學(xué)生深刻理解和把握物理概念和規(guī)律的內(nèi)涵。

        [例1]如圖1,在一個(gè)絕熱氣缸里,若因氣體膨脹,活塞把重物逐漸上舉,則此過(guò)程中,氣缸中氣體(可視為理想氣體)將( )。

        A.壓強(qiáng)不變

        B.溫度升高

        C.溫度降低

        D.壓強(qiáng)減小

        陷阱透視:可能有的學(xué)生認(rèn)為此過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體做等壓膨脹,其壓強(qiáng)不變;又從蓋·呂薩克定律V1/V2=T1/T2可知,V增大時(shí),T必增大。沒(méi)有認(rèn)清因氣缸絕熱,氣缸中氣體膨脹對(duì)外做功必須以減少氣體本身的內(nèi)能為代價(jià)。

        正確分析:據(jù)熱力學(xué)第一定律Q+W=AE,Q=O,W為負(fù)值,AE必為負(fù)值,內(nèi)能減少。對(duì)所給的質(zhì)量一定的理想氣體,其內(nèi)能只跟溫度有關(guān),顯然此時(shí)氣體的溫度必降低,再由pV/t=恒量可知,當(dāng)V增大、T變小時(shí),壓強(qiáng)必減小。

        二、通過(guò)題目隱藏信息設(shè)置陷阱

        對(duì)解題有用的信息時(shí)常以不同的方式隱藏在物理題中,解題者需要抓住題中關(guān)鍵字詞句和圖像信息,挖掘隱藏條件,從而找到解題突破

        [例2]如圖2,當(dāng)K合上后平行板電容器A、B間的一個(gè)微粒正好處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將K斷開(kāi),然后再將A板在原來(lái)位置附近上下平行地振動(dòng),試判斷微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

        陷阱透視:有的學(xué)生誤以為由于微粒原來(lái)靜止,且A板在原來(lái)附近平行地上下振動(dòng),必導(dǎo)致微粒隨之上下振動(dòng)。微粒帶正電且K斷開(kāi)后,A、B兩板電量不變。

        正確分析:微粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于所受重力和電場(chǎng)力的合力,因重力不變,實(shí)際上也就取決于電場(chǎng)力是否變化。可設(shè)微粒帶電量為q、電場(chǎng)力為F,則F=q.E=g.u/d=q.Q/dC。式中的C跟板間距離d成反比(C=εS/4πkd),所以F不變,微粒將保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)。

        三、針對(duì)不求甚解設(shè)置陷阱

        不少學(xué)生讀書(shū)不求甚解、淺嘗輒止,常常鑄成大錯(cuò)。為此,教師可以有針對(duì)性地設(shè)置相應(yīng)的陷阱,讓學(xué)生出錯(cuò),引導(dǎo)學(xué)生思考,從而增強(qiáng)學(xué)生思維的深刻性。

        [例3]在離地面35 m高處以11 m/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)物體,經(jīng)1s后到達(dá)最高點(diǎn),求:物體自拋出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地?(g取10m/s2)

        陷阱透視:學(xué)生容易由s= vot -1/2gt2得出t= 3.97s,易把題中的空氣阻力視為零。

        正確分析:由vt=vo-a上f得a上=11m/s2>g,顯然可判斷出空氣阻力不能忽略。由上升階段求出阻力,和上升的最大高度h,又由下降階段mg -f= ma下,得a下=9m/s2,再通過(guò)35+h=1/2a下t2下求得t下=3s,物體從拋出到落地總共需要時(shí)間t總=t上+t下=4s。

        四、針對(duì)想當(dāng)然設(shè)置陷阱

        有的學(xué)生任憑直觀想象,想當(dāng)然地把問(wèn)題盲目簡(jiǎn)單化,導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。解題時(shí)一定要時(shí)時(shí)告誡自己,務(wù)必遵循物理規(guī)律的適用條件進(jìn)行嚴(yán)密推理。

        [例4]如圖3所示,將一個(gè)光滑球放在AB板和BC板組成的槽內(nèi),若AB板沿豎直方向保持不變,而讓BC板與水平面的夾角a減小時(shí),小球?qū)C板的正壓力將如何變化?

        陷阱透視:容易認(rèn)為BC受到的正壓力增大。當(dāng)BC與水平面的夾角a變小時(shí),純粹憑直觀想象就以為BC板受到的正壓力增大,其實(shí)這樣推理的理由或依據(jù)不足。

        正確分析:由圖示相關(guān)力學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)可得cosa=G/FBC => F BC=G/cosa,隨著a減小、cosa增大,在G值不變的情況下,F(xiàn)BC將隨之減小,BC板受到的正壓力也就不斷變小。

        五、通過(guò)題給多余條件設(shè)置陷阱

        命題者故意布設(shè)過(guò)多的已知條件,實(shí)施干擾,這樣無(wú)疑會(huì)給解題者帶來(lái)一定的干擾。教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)強(qiáng)化訓(xùn)練,提升學(xué)生的應(yīng)對(duì)能力。

        [例5]來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速,形成電流為l mA的細(xì)柱形質(zhì)子流,已知質(zhì)子電荷e= 1.6×10-19C,這細(xì)柱形質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為

        。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的長(zhǎng)度相等的質(zhì)子流,其中質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2,則n1/n2=____。

        陷阱透視:學(xué)生容易受題給多余條件“加速電壓800 kV”干擾,很可能會(huì)用這多余條件進(jìn)行過(guò)多思考,甚至走入解題歧途。

        正確分析:排除加速電壓800 kV干擾,從形成電流為1 mA的細(xì)柱質(zhì)子流人手,據(jù)公式I=Q/t得出每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為I/e。由于加速電場(chǎng)是均勻的,所以質(zhì)子所受電場(chǎng)力是恒力,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L處和4L處的質(zhì)子,電場(chǎng)力做功分別EeL和4EeL,設(shè)兩處質(zhì)子速度為v1和v2,由動(dòng)能定理可求得v1/v2=1/2。另用n'表示單位長(zhǎng)度質(zhì)子流中的質(zhì)子數(shù),由電流的微觀表達(dá)式I= n,ev可知n'與v成反比,從而得出題目要求的質(zhì)子數(shù)之比:n1/n2=n'1/n'2=v2/v1=2。

        六、針對(duì)圖像信息處理能力不足設(shè)置陷阱

        物理圖像及其識(shí)別或描繪一直是教與學(xué)的難點(diǎn),有的學(xué)生甚至一提圖像就犯怵。對(duì)此,唯有堅(jiān)定信心,迎難而上,多做專(zhuān)門(mén)練習(xí),方能有效提升解答相關(guān)問(wèn)題的能力。

        [例6]-物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖4,設(shè)正東方向?yàn)檎?。?)簡(jiǎn)述4s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)情況;(2)求4s末物體的速度;(3)畫(huà)出該物體0-4s內(nèi)的速度一時(shí)間圖像。

        陷阱透視:不少學(xué)生沒(méi)能從題給圖像中正確讀取對(duì)解題有用的信息,自然一頭霧水,加之題目陷阱連連,也就無(wú)法下手了。物體運(yùn)動(dòng)由速度和加速度共同決定,命題者在v一t圖與a-t圖相互轉(zhuǎn)換以及圖像與實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況的互換上設(shè)置陷阱。

        正確分析:物體由靜止啟動(dòng)后運(yùn)動(dòng)方向由加速度方向決定,第1秒內(nèi)加速度方向向正東,所以第1秒內(nèi)物體向正東方向加速,1秒后速度為1 m/s;在1秒末改變加速度方向,速度仍向正東,大小為1 m/s,此刻的速度方向與加速度方向相反。第2秒內(nèi)物體做減速運(yùn)動(dòng),2秒末速度減為0。第3秒再重復(fù)第1秒的運(yùn)動(dòng),第4秒再重復(fù)第2秒的運(yùn)動(dòng),4秒末速度減為0。以此類(lèi)推,物體將一直向正東方向運(yùn)動(dòng),速度一時(shí)間圖像如圖5所示。

        七、通過(guò)答案的開(kāi)放設(shè)置陷阱

        題目答案多元開(kāi)放本身就是個(gè)陷阱,答題者,如果物理基礎(chǔ)不牢,則知識(shí)視野相對(duì)狹窄,又沒(méi)有立體全面的縝密思維,一不小心就會(huì)遺漏相關(guān)答案,這也是平時(shí)教學(xué)中不得不強(qiáng)調(diào)的。

        [例7]一束單色平行光經(jīng)下列光學(xué)儀器后仍是平行光的有( )。

        A.平面鏡

        B.三棱鏡 C.凸透鏡

        D.凹透鏡

        E.兩面平行的玻璃磚

        陷阱透視:學(xué)生的思維容易沿著單向單調(diào)的方向開(kāi)展,有時(shí)運(yùn)用反射和折射定律選出A或B后,就以為大功告成了,因此可能會(huì)漏選了E。

        正確分析:按部就班,全面分析光線通過(guò)各種光學(xué)器件的光路圖,才能正確回答此問(wèn)題,不會(huì)造成漏選。

        八、針對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用設(shè)置陷阱

        數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)物理不可或缺的工具,但數(shù)學(xué)和物理知識(shí)各有特點(diǎn),有時(shí)在數(shù)學(xué)上有意義,卻不一定符合物理規(guī)律,所以利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題時(shí)不能單純地從數(shù)學(xué)角度著手,一定要遵循物理規(guī)律和事實(shí)。

        [例8]質(zhì)量為m的小球A以水平速度v與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為3m的小球B發(fā)生正碰后,小球A的動(dòng)能損失是其原來(lái)的3/4,則小球B的速度是( )。

        A.v/6

        B.一v

        C.-v/3

        D.v/2

        陷阱透視:雖然正確應(yīng)用了題設(shè)條件和動(dòng)量守恒定律,卻只是從純數(shù)學(xué)角度簡(jiǎn)單處理問(wèn)題,沒(méi)有進(jìn)一步對(duì)兩球碰撞后的實(shí)際情況進(jìn)行分析,從而錯(cuò)選A。

        九、針對(duì)估算能力不足設(shè)置陷阱

        估算是人們直觀思維的集中體現(xiàn),物理估算題又往往故意語(yǔ)焉不詳,確實(shí)讓人難以下手。在日常教學(xué)中,有意識(shí)地訓(xùn)練,可有效培養(yǎng)學(xué)生解題時(shí)合理估算的能力。

        [例9]在太陽(yáng)直射下,地球表面每平方厘米每分鐘獲得4.2 J的能量,試估算我國(guó)江河每年流人海洋的水流量(設(shè)年平均氣溫25℃,汽化熱為2.44×106J/kg,取一位有效數(shù)字)。

        陷阱透視:對(duì)本題,學(xué)生不容易從題給簡(jiǎn)略信息中提取對(duì)解題有用的隱藏信息,因而不知所措。解答本題,需要熟知基本的地理知識(shí),如海洋面積占地球表面積的3/4,地球只有半邊受陽(yáng)光照射以及我國(guó)的具體國(guó)土面積,等等。雖然這些數(shù)據(jù)并不要求精確,只要數(shù)量級(jí)準(zhǔn)確,結(jié)果合乎情理就行,但真正要用來(lái)解題就不太容易了。

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