挖掘“灰色”條件 打開(kāi)解題思路

在物理問(wèn)題中，對(duì)于問(wèn)題中的條件，大多數(shù)已知條件題目會(huì)直接給出，從題目中我們能很輕松地把它們找出來(lái)。但有一些條件（或者是其深層次的含義）不是直接給出，它可能隱藏在看起來(lái)“可有可無(wú)”的內(nèi)容上，讀者只有通過(guò)認(rèn)真審題，才能把它挖掘出來(lái)。由于這種條件具有這樣顯明的特點(diǎn)，即隱藏在看起來(lái)“可有可無(wú)”的內(nèi)容中，可稱之為“灰色”條件。而在這一類問(wèn)題中，“灰色”條件能不能被發(fā)現(xiàn)，能不能被好好利用，往往是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在，請(qǐng)看下面的例題：

例1.面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方形木塊，木塊邊長(zhǎng)為a，密度為水的■，質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)，木塊靜止，有一半沒(méi)入水中，如圖1所示，現(xiàn)用力將木塊緩慢地壓到水底，在這一過(guò)程中（　）

A.木塊的機(jī)械能減少了mg（H-■）

B.水池中水的機(jī)械能不變

C.水池中水的機(jī)械能增加了2mg（H-■）

D.水池中水的機(jī)械能增加了2mg（H-■）

解析：由于水的密度大于木塊的密度，木塊在緩慢下沉?xí)r，水面要上升，如果要考慮水面上升的高度，則本題無(wú)法求解，因?yàn)樗氐拿娣e不知道，如果不考慮水面的上升幅度，問(wèn)題就得到了解決。其實(shí)，本題的正確處理就是這樣，因?yàn)轭}目中提到水池面積很大，所以上升幅度很小，可以不考慮水面的上升量，這實(shí)際上是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，這個(gè)條件就是“灰色”條件，解答過(guò)程如下：認(rèn)為水深不變，如圖2所示，對(duì)木塊由功能關(guān)系可得機(jī)械能減少了mg（H-■），對(duì)水池中的水，它的機(jī)械能的增量等于木塊重力對(duì)它做的功和外力做功之和，即ΔE=WG+WF，其中WG=mg（H-■），而外力做功分為兩個(gè)過(guò)程，在第一個(gè)過(guò)程中，即木塊從開(kāi)始到完全浸入水中，外力是變力，大小隨下降的位移均勻增加，當(dāng)木塊剛好完全浸入水中時(shí)，其值最大，為mg，做功為W1=■×■=■，第二個(gè)過(guò)程中，即從木塊完全浸入水中到木塊被壓入池底中，外力為恒力，大小為mg，做功為W2=mg（H-a），所以ΔE=WG+W1+W2=2mg（H-■），正確答案為AD。

例2.如圖3所示，絕熱的容器密閉一定質(zhì)量的氣體（不考慮氣體分子間作用力），用電阻絲對(duì)其加熱時(shí)，絕熱活塞與器壁間無(wú)摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　）

A.單位時(shí)間內(nèi)，氣體分子對(duì)活塞的沖量增大

B.氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少

C.氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大

D.電阻絲消耗的電能一定大于氣體對(duì)外做的功

解析：用電阻絲加熱，很容易可知?dú)怏w的溫度升高，由理想氣體的狀態(tài)方程■=C，可得到pV在增大。但對(duì)于氣體的壓強(qiáng)，體積的變化，則不好判斷，而對(duì)于本題，關(guān)鍵是要突破氣體的壓強(qiáng)，體積的變化情況，否則，解題就會(huì)失敗。認(rèn)真審題后，發(fā)現(xiàn)“用電阻絲加熱”這幾個(gè)字，除了有上面的含義之外，還包含有更深層次的意義，就是氣體溫度是緩慢上升的，因此活塞也是緩慢移動(dòng)的，也就是說(shuō)活塞總是處于平衡狀態(tài)，對(duì)活塞受力分析，它受到重力mg，氣體向上的支持力pS，大氣向下的壓力p0S作用，即mg+p0S=pS，因mg、p0S不變，所以氣體的壓強(qiáng)不變，A錯(cuò)，C也是錯(cuò)誤的。由理想氣體的狀態(tài)方程■=C，可知體積增大，氣體對(duì)外做功，溫度升高，故B錯(cuò)，由能量守恒可得D答案正確。在本題中，“用電阻絲加熱”其深層次的含義沒(méi)有直接給出，它也是一個(gè)“灰色”條件，是解題的關(guān)鍵.

點(diǎn)評(píng)：物理題目的難度大小，不僅取決于題目所研究的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的復(fù)雜程度，也與已知條件的明顯或隱蔽有關(guān)。如果能夠反復(fù)讀題、審題，既綜觀全局，又重點(diǎn)推敲關(guān)鍵的詞、句，通常會(huì)從題目中找出一些“灰色”條件，這些“灰色”條件，可為我們擦亮解題思路，問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。因此，對(duì)于物理問(wèn)題中的“灰色”條件，值得挖掘，因?yàn)槟サ恫徽`砍柴工。

（作者單位　江西省贛州市石城縣石城中學(xué)）