才志剛
【摘要】物理中的隱含條件出現的形式多種多樣,像一個個的陷阱等著那些不小心的學生,本文列舉了物理題目中隱含條件最為常見的幾種“把戲”,幫助同學們認清它們的真面目,做到知己知彼。
【關鍵詞】隱含 ; 恒量 ; 近似 ; 估測 ; 術語 ; 圖像 ; 臨界
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2015)7-0187-01
審清題意、抓住題目中的已知條件是解決物理題目的必要前提,但經常有些條件若明若暗,含蓄不露地隱含在題目之中,極易被學生忽略,使學生感到無從下手而使解題陷入困境,此時挖掘隱含條件就成為解決問題的關鍵。這些隱含條件可隱蔽在題目的已知條件中、要求中、物理過程中、物理圖像中和定律應用范圍中及答案中,如果了解了這些隱含條件的常見“把戲”,就能夠揭開神秘面紗,越過“思維陷井”,突破解題障礙。
1.限制隱含
有些題目按照物理規律求解出來的結果可能不符合實際,那么題目的解答應受到生活實際的限制,比如在1atm下水的沸點就是1000c,不管吸收多少熱量也不能超過此值,再如電動機的功率不能超過它的額定功率,所以電梯不能無止境的加速等等。
【例1】以36km/h的速度行駛的汽車,剎車后做勻減速直線運動,若汽車在剎車后第2s內的位移是6.25m.在剎車后5s汽車的位移是多少?
解析:題目中的隱含條件是汽車可能在5s前就已經停下來了,所以不應該將時間5s直接代入位移公式,應先判斷一下汽車停下來的時間,再做求解。設第1s末的速度V1,第2s末的速度V2,汽車在ts內停了下來,則t=V0\a,V1=a,V2=2a,在第2s內位移因S2=1/2(V1+V2)t2,所以停下來的時間t=4.0s,則剎車后5s汽車的位移S=1/2at2=20.0m
2.恒量隱含
某些物理量對于確定的對象來說是一個恒量,比如物體的質量、體積、水的凝固點、密度、比熱、電壓等。
【例2】我國“遠望號”衛星測控船從江陰出發執行任務,由長江進入海洋。下列有關測控船所受浮力的說法正確的是( ) A.由于船始終浮在水面上,所以它受到的浮力不變
B.由于海水的密度大,所以船在海洋里受到的浮力大
C.由于船排開海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于船排開海水的體積大,所以它在海洋里受到的浮力大
解析:抓住物體的重力是一個恒量的隱含條件,所以不管是在密度較小的江湖水中還是在密度較大的海水之中,浮力始終等于船的重力。所以答案為A。
3.事實隱含
有一些生活中的常識比如照明電路電壓為220v,且各用電器都為并聯;基本粒子質子、電子和α粒子的質量數和電荷量。這些常識性知識條件在題目中有時不直接給出,若不能將這些知識記住并從題目中挖掘出來,就會陷入覺得少條件不能解的尷尬境地。
【例3】正常工作時,電阻是484歐姆的電爐子,接在照明電路中,通電30秒電流通過電爐所做的功 ( )
A.300焦耳 B.30焦耳 C.3焦耳 D.3000焦耳
解析:隱含條件時“接在照明電路中”,所以電爐子的電壓應為220v,再根據公式W=tU2\R解得W=3000J。所以D正確。
4.近似隱含
有一些條件沒有直接給出,但在題目中有些提示性得詞語暗示,如“緩慢”、“時間很短”、“在地球表面附近”、“輕質桿”、“細繩”、“爆炸”、“碰撞”等等。它們都表示可以忽略某些無關緊要的物理量,從而簡化題解。
【例4】一孤立的帶負電的金屬導體,A、B為導體表面附近的兩點,現將兩個電子分別放在A、B兩點由靜止釋放,如果運動到無窮遠處,動能之比是多少?
解析:有的同學讀完題后認為題目中沒有涉及A、B兩點的電勢大小的關系,所以無法求出有多少的電勢能轉化成了動能。但若注意到題目中的“A、B為導體表面附近的兩點”隱含意思的話,這道題目也就變得簡單了,“表面附近”暗含著A、B兩點的電勢近似等于導體表面的電勢,而處于靜電平衡的導體表面是一個等勢面,所以A、B兩點的電勢近似相等,所以它們運動到無窮遠處動能之比是1:1。
5.估測隱含
某些物理量與我們得生活聯系非常得緊密,比如成人的體重、身高;人蹬自行車的速度,兩眼的距離、成人一步的距離,每層樓高等,若題目中涉及到這些條件且不需要精確計算時,需要估測,這種情況下結果只要數量級正確即可。
【例5】某同學逛南京新百乘自動扶梯從一樓到三樓的過程中,自動扶梯對他做的功約為( )
A.0J B.5×102J C.5×103J D.5×104J
解析:這是一道純粹的估測題,其中“人的質量大約是50kg,每層樓高約為4m”等條件隱含在題中,正確估測后可得正確答案是C。
6.選項隱含
有些題目中的選項之中常隱含著題干沒有表述的條件或物理情景,這時需要我們有能力綜合分析對比選項,挖掘出其中隱含的條件。
【例6】用一個重10N的動滑輪來提升50N重的物體,則實際拉力( )
A.可能是35N B.正好是30N
C.正好是25N D.可能是20N
解析:從選項之中的“大約”、”可能”、“正好”等字眼中隱含著需要考慮到繩子與滑輪之間的摩擦力、繩子的重力,所以實際拉力大于滑輪和物體總重力的二分之一,即30N,答案為A。
7.圖像隱含
有的物理題的部分條件隱含在題目的圖像中,結合題設條件分析圖像,從圖像中挖掘隱含條件,方可找出解題途徑
【例8】一帶正電粒子從電場中P點運動到Q點,v-t圖像如下圖所示,則下圖符合實際的是( )
解析:分析物體v-t圖像的特點,隱含著“物體的速度增大,加速度增大”的條件,由“物體速度增大”的條件可知電場線方向應由P指向Q;由“物體的加速度增大“的條件可知由P到Q電場線越來越密集。所以正確選項是B。
8.術語隱含
在物理題中有一些俗成的名詞術語,如表示物體運動狀態的術語:“靜止” 、“勻速”;表示理想化模型的術語:“光滑水平面”、“理想變壓器”、“輕質桿”;表示臨界問題的術語: “剛好”、“恰好”表示出現極值情況的術語:“最大”、“最小”、“至少”等,它們都具有特定的物理意義, 隱含著某些特殊物理量取值或物理情景。endprint