物理交叉學科習題解題思路

王艷君

摘要： 在新課程標準的背景下，討論如何提升初中學生多學科交叉題型解題能力，是教學中很重要的工作，也要求老師在這方面多進行訓練。具體題目要具體分析，在解題思路的訓練中，強化“控制變量”的思想，是凸現主要矛盾，找準分析要點，進行綜合分析，以及提高學生解題、老師分析題能力的重要手段之一。

關鍵詞： 交叉學科物理試題控制變量

現借《數理化解題研究》雜志11期繩長建老師的《例談初中物理解題》一文的幾道題，進行“控制變量”的思路分析，并提出拙見。

一、該文第一部分例二，是一道情境創設得很好的題。

如圖，等臂杠桿兩端掛有體積相等、質量相等的空心鐵塊和銅塊，它們在水平位置平衡。現把銅塊和鐵塊分別同時浸沒在盛有硫酸銅溶液中，則發現杠桿：（？搖？搖）

A.A端下沉？搖？搖B.B端下沉？搖？搖C.先A端下沉，后B端下沉？搖？搖D.仍平衡

它很好地交叉了理、化兩門學科的杠桿、浮力、同一直線上力的合成問題，以及置換反應等問題。該文的解析結論也是對的，可解析過程中的要點沒把握好。

從“控制變量”的角度來看，先假定不發生化學變化，那么液體密度、排開液體體積相等，重量也不變，則浮力也相等，在T=G-F■條件下，T■=T■。杠桿仍平衡。

實際上，銅塊和鐵塊在硫酸銅溶液中，銅不參與化學變化，但鐵和硫酸銅溶液要起置換反應。Fe+CuSO■=FeSO■+Cu↓，而析出的銅是要依附在懸掛的鐵塊上的。并且鐵的相對原子質量56，銅為64，這樣下去，原懸掛的鐵塊在置換反應后總重量是要增加的。這是影響實驗結果的主要原因。盡管置換后的鐵的密度小于銅的密度，造成體積的變化，進而影響浮力減小，但這絕對不是主要的，我在實驗中也幾乎測不出體積有什么變化。那么依T=G-F■計算分析，鐵塊掛的那端杠桿拉力增大，才導致這端下沉。

所以說，該文原編者在這里的解析上認為“鐵塊體積不斷減小，所受浮力不斷減小”的分析，顯然疏忽了銅會依附于鐵塊上這一關鍵問題，搞錯了本題要分析的主要變量。若采用控制變量的思路，則有助于學生分析能力的提高。

二、該文第三部分例3，也是選了一個很好的示例，全面考查了浮力、密度、二力平衡及中和反應等知識點的綜合運用能力。

如圖所示，彈簧秤的示數為5牛（應加物體浸沒在硫酸溶液中），

現向硫酸溶液中滴入少量的氫氧化鋇溶液，問彈簧秤的示數將（？搖？搖？搖？搖）

A.大于5牛？搖？搖？搖？搖B.小于5牛？搖？搖？搖？搖C.等于5牛？搖？搖？搖？搖D.無法確定

其解析也很精要：T=G-F■，而硫酸溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液會發生中和反應：H■SO■+Ba（OH）■=BaSO■↓+2H■O。不難看出，反應后該溶液的密度將減小，浮力將減小，依：T=G-F■，T將增大。

要是這解析中加入“控制變量”的思路就將更加清晰和完美了。即：若浸沒在硫酸溶液中的物體不會和硫酸發生化學反應，導致體積、質量不變化時，以上解析才是正確的。若會反應，要依反應后物體體積、質量發生的變化繼續分析，才能得出正確的結論。所以，本題作為例題的命題不夠嚴密，而且在解析時，編者也未予以指出分析。

所以，本題還應加入條件：所掛物體不會和硫酸發生化學反應。

三、該文第三部分例9，也是一道學科知識交叉的題，涉及了摩擦、熔點等問題，更重要的是引導學生思考“環保”和針對目前實際的具體情況具體分析，等等。

題目：“冬天，下雪天路滑，為了減少交通事故的發生，人們經常采用下列兩種方法：一是在馬路上撒煤渣，二是在雪地上撒鹽，這是為什么？”

我讀后認為，其解析部分作為學生的回答，是可以的。但從老師的角度來分析，來研究，要更深更廣地看問題，才能達到“指導和研究”的目的。

從“控制變量”的角度，要區分好北方冬天、南方冬天，以及一般路面、高速公路等具體情況，需選用最佳的方法。比如：冬天的北方，冰雪厚，路面硬，天氣冷，要想用撒鹽的方法，來降熔點化雪，恐怕不行，撒煤渣的效果也許更好。

更何況現在公路運輸發達，干線和高速公路上車流量極大，在它們的碾壓下（機械能也會轉化為內能），雪是不會積得太厚的。尤其在我國中部、南方等地，用掃雪車效果會更好。若撒煤渣，反倒會成為高速公路的行車，新的不安全因素。

當然，老師還要提一下，撒鹽過多，開春化雪后，鹽滲入公路兩側的土地中，對環境的破壞作用很大。