“五步法”突破高考物理綜合計算題

◇ 山東 王業紅

高考命題關注學生“學科素養”和“學習能力”的考查,體現“立德樹人”的理念.高考物理中的計算題是力、電、磁的綜合,考查的知識點多、物理規律多、研究對象多、運動過程復雜,是對學生的理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題能力的全面考查,這些都是高考物理要考查的學生必備能力.筆者從以下5個方面討論面對復雜的高考計算題時,我們應如何從容應對,快速突破,希望對大家有所幫助.

1 觀大局、明考點

首先要通覽題目,明確本題的考點,是考查力學還是電磁場的相關內容,便于我們在頭腦中迅速搜索相關的物理規律,快速找到解題的方法.

2 抓細節、挖條件

1)看清題目中的已知條件及要求,防止出現一步錯步步錯的連鎖反應.例如：接觸面是否光滑、帶電粒子是否計重力、g 的取值等.

2)挖掘題目中的隱含條件：題目中的關鍵字眼往往是“題眼”,是解題的關鍵,如“恰到最高點”“恰共速”“恰不脫軌”“恰做圓周運動”“恰做勻速運動”“剛好沒滑落”“剛好不相撞”等.如果在解題過程中,抓不住這些關鍵細節,挖掘不出這些條件,往往找不出相應的規律,導致功虧一簣.

3 分階段、建模型

1)分階段：高考計算題往往是多物體、多過程的力學綜合題,或者是帶電粒子在組合場或復合場中的各種運動(如類平拋與圓周結合),面對這樣復雜的問題,我們需要沉著冷靜.再復雜的問題也是由簡單問題組合而成的,要學會分解問題,化繁為簡,步驟如下：a)構建全過程運動情境,使之在大腦中形成整體動畫；b)合理分段,分析每個過程的規律；c)找到各段的關聯點,整合解題思路.

2)構建模型：物理規律是由一個個模型來體現的.解題過程就是從問題中提煉有用信息,轉化為我們熟悉的圖象過程,從而抽象出我們熟悉的物理模型,再運用相應的規律解決問題.

高中所學的物理模型大致分為以下幾類.a)力學模型：質點、輕桿、輕繩、輕彈簧、彈簧振子、單擺等.b)電學：點電荷、平行板電容器、理想電流表、理想電壓表等.c)運動過程模型,典型的有：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、自由落體運動、平拋運動、簡諧運動、彈性碰撞等.d)情境模型：傳送帶模型、板塊模型、小船過河、人船模型等.

4 找規律、寫公式

不同的物理模型考查不同的知識點,對應不同的物理規律,我們要依據題目中提供的不同物理情境,構建不同的物理模型,寫出相應的物理公式.

5 細思量、防陷阱

高考物理計算題陷阱較多,主要有以下幾種.1)閱讀陷阱：題目篇幅長、情境新,提煉不出主要信息,甚至把無用的信息當有用的信息來研究,導致無法作出正確的解答,或耗費大量時間.2)亂用模型.任何結論、規律或模型,都有一個適用范圍,認清條件再解題,不能張冠李戴.3)多解性問題.由于運動的周期性、對稱性等,出現多解問題.4)計算過程代入的物理量受干擾條件影響,如剎車類陷阱.5)計算結果的表達方式要求.如結果保留幾位有效數字、保留幾位小數等.

下面以2019年全國卷Ⅰ計算題為例說明如何應用以上5個步驟來解題.

當污染羽水位較深時，可以采用灌注處理帶式PRB結構[31]，其結構示意圖如圖5所示.這種結構通過注射井把處于溶解狀態的反應介質注入到含水層當中，注入的溶劑溶解于含水層中形成處理帶，當污染羽流與處理帶接觸時，污染物與反應介質發生反應從而使污染物得以去除[32].灌注處理帶式PRB結構常用于處理水位較深的地下水修復，但其受工程地質條件和地下水環境影響較大，而大多數受污染的尾礦地區工程地質條件復雜，限制了它的應用.

圖1

(1)求物塊B 的質量；

(2)在圖1-乙所描述的整個運動過程中,求物塊A 克服摩擦力所做的功；

(3)已知兩物塊與軌道間的動摩擦因數均相等,在物塊B 停止運動后,改變物塊與軌道間的動摩擦因數,然后將物塊A 從P 點釋放,一段時間后物塊A 剛好能與B 再次碰上.求改變前后動摩擦因數的比值.

聯立上式即得mB＝3m.

(2)設物塊A 在傾斜軌道下滑過程中克服摩擦力做的功為Wf1、位移為s1,返回到P 點的過程中克服摩擦力做的功為Wf2、位移為s2,P 點的高度為h,由動能定理得A 下滑過程：

A 上滑返回P 點過程：

又由Wf＝fs,可得Wf1∶Wf2＝5∶1.

(3)設傾斜軌道傾角為θ,物塊與軌道間的動摩擦因數改變前為μ1,改變后為μ2,B 在水平軌道上滑行的位移為s0.由動能定理得B 碰撞后的過程有,B 停止運動后,A 再次與B碰撞前的過程有mgh－μ2mgcosθ·s2－μ2mgs0＝0,Wf2＝μ1mgcosθ·s2,解得

由于高考物理綜合計算題既是高考中的重點也是難點,所以教師要引導學生學會合理構建物理模型,靈活運用“五步”解題法,從而實現完美解題.