石凌
【關鍵詞】高中物理隱含條件物理現象
同學們學習在學習高中物理時,往往到了最后總是發現,其實有關物理的基本規律基本方法也都知道,但最后就是不知道如何解題。當然要正確求解物理題涉及的問題有很多,其中首要的是認真閱讀題目理解題意并建立物理模型。此時經常會遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并未明確給出,而是隱含在字里行間。這樣往往使得學生看不懂題找不到已知條件以致無法解題。本文就這一具體問題談談一些看法。
那么怎樣才能快速、準確地找出這些隱含條件呢?
一、 注意一些約定俗成提法的含義
課本上經常用一些固定的提法來說明某些現象,這些提法中的某些詞語由于已經約定俗成,所以具有確定不變的含義,知道了這些提法的含義,就等于知道了隱含條件。
如“一物體在光滑面上運動……”其中“光滑”的含義為不計摩擦,所以隱含條件為物體所受的摩擦力為零。 又如“物體在空中自由下落……”,其中“自由”的含義為物體僅受重力作用,所以隱含條件為:物體只受一個力——重力。
還有“物體沿斜面緩慢運動……”,其中“緩慢”的含義為物體處于平衡狀態。另外像“輕繩”,“輕桿”含義就是不考慮物體的質量。“質點”則說明物體只有質量,不考慮體積和形狀。“點電荷”表示該帶電體只有質量、電荷量,不考慮體積和形狀。“輕彈簧”則表明不計彈簧質量,各點彈力相等,可以提供壓力和拉力,滿足胡克定律。“單擺”,懸點固定,細線不會伸縮,質量不計。“秒擺”,周期為2s的單擺。而一些基本帶電粒子除了特別說明一般不考慮它們受到的重力。“絕熱容器”,說明容器內氣體不與外界發生熱傳遞等等都是物理模型中常見的一些隱含條件。
而在電路中,對于電流表和電壓表如不涉及內阻可視為理想電表即電流表內阻為零,電壓表內阻無窮大。理想變壓器,忽略本身能量損耗(功率P輸入=P輸出),磁感線被封閉在鐵芯內(磁通量φ1=φ2);理想電源,內阻為零,路端電壓等于電源電動勢。
在電路分析中,同一根導線上電勢處處相同,而沒有電流通過的用電器兩端電勢也相同。
二、必須注意一些物理現象的出現條件
一定的物理現象的出現,是以具備一定的條件為前提的,當知道什么條件具備時可出現什么現象后,一旦題目給出某種現象,馬上可以找出相應的隱含條件。
如“物體勻速運動”必定所受合力為零。“物體間保持相對靜止”則說明兩物體具有相同的運動狀態, “物體做勻速圓周運動”意味著合外力為向心力,且大小恒定、方向始終指向圓心。而一根輕繩栓一小球在豎直面做圓周運動剛好過最高點,意味著在最高點只有重力提供向心力。“氣體在標準狀態下”就是說氣體的壓強和溫度給定。“導體處于靜電平衡”,必定是等勢體。“理想氣體”必定分子勢能為零等等。
又如“一帶電粒子垂直進入勻強磁場……”由于一般帶電粒子不計重力,進入磁場后,只受洛倫茲力且洛倫茲力始終與帶電粒子運動方向垂直,那么就意味著帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動且洛倫茲力提供向心力。“一帶電粒子垂直進入勻強電場……”一般帶電粒子垂直進入勻強電場只受到恒定的電場力且與初速度方向垂直,所以隱含條件為帶電粒子做類平拋運動。“一帶電粒子沿直線通過正交的勻強電場和勻強磁場……”那么就意味著帶電粒子受到的電場力與磁場力平衡。
三、注意在平時學習物理知識的時候要擴大知識面,記住一些有關的常用數據或他們之間的關系
同學們的知識面宜寬不宜窄。即使是一些僅需了解的知識也應給予足夠的重視,同時對常用的一些物理量的數據,比如水的密度、比熱,家用干電池電動勢,家用照明電路電壓等等必須記住。
如“在照明電路中接了……用電器”,因為照明電路電壓為220v,且所有用電器除非特別聲明外都是并聯,所以隱含條件為,各用電器并聯其電壓都為220v。
地球自轉及公轉周期,月球繞地球公轉周期也必須記住。通訊衛星或同步衛星,運行角速度與地球自轉角速度相同,周期等與地球自轉周期,即24h,同步衛星距地面高度36000千米也要記住。
一些物理量之間的“大小”關系也應知道并記住。
如“等質量的鐵塊和鋁塊哪個體積大?”顯然,僅知道質量是無法判斷的,還需知道密度,所以隱含條件為:鐵的密度大于鋁的密度。
四、注意尋找一些物理量之間的外在關系
有些物理量,無任何聯系,但人為附加一些條件后,便可使它們有一定的外在關系。如找出這些關系,就找出了隱含條件。
比如“水和酒精先后裝滿同一瓶中,稱其質量……”,水和酒精無任何內在聯系,但由于都先后裝于同一瓶中,而瓶的容積是不變的,所以隱含條件為:水和酒精體積相等。又如“一天平兩邊分別放一鐵塊和一鋁塊,天平平衡……”,由天平平衡條件可知,其隱含條件為:鐵塊和鋁塊質量相等。
又比如在追擊相遇問題中,不同物體的運動時間運動位移以及運動速度都隱含有一定的相互關系,找到它們之間關系,就可以解決問題了。另外,多注意觀察題目中給出的示意圖也有助于及時發現一些隱含條件。
總之,同學們只要做到多思、多知,多動手就不難找出題中的隱含條件。如果堅持不斷去訓練不斷去總結經驗,看懂且理解題目就不是一件難事了。只要看懂題目,建立準確物理模型過程,寫出正確的物理公式,經過仔細的數學計算,加上必要的文字說明,正確的解決一道物理題就不是一件非常困難的事了。
【參考文獻】
[1] 中學物理教學大綱(人教版).
[2] 全日制普通高中物理教材(人教版)
[3] 中學教學實用全書-物理卷(重慶出版社).
[4] 高中新教材知識手冊(光明日報出版社).
(作者單位:奎屯市第一高級中學物理組)