物理試題應該怎么講

王殿祥

( 安丘市第一中學 山東 安丘 262100)

常聽人說：物理難學.學生往往有這樣的體驗：書上的例題看得懂，老師講課聽得懂，但自己做題，往往做不出.物理解題難的一個重要原因是能否掌握解題的規律和方法.下面就一些物理題的解法做一些歸納.

(1)基本模型、基本方法、基本思路

物理問題具有以下特點：簡單題，一物一過程；中等題，一物兩過程或兩物一過程；難題，多物多過程.

那么基本方法就是：變中等題或難題為簡單題，即化“多物多過程”為“一物一過程”.

從知識角度看基本方法，就是把動力學解題思路、功和能解題思路、沖量和動量解題思路(新課標屬選學內容)，以及電場、磁場、電磁感應的解題思路，整合為一個解題思路.即在正確理解題意的基礎上，選對象(物體或系統)、受力分析(畫受力分析圖)、運動分析(標明v、a)、設定方向(正交分解、正方向等，同時標明角度)、選規律列方程、解方程得結論，同時畫出物理情景示意圖.

(2)講一題多解題目，要形成“系列”或“類型”，培養歸納總結的良好習慣，提高學習能力.但“系列”或“類型”不能成為新的機械化格式，要靈活機動地變化.“變”要變在高考所體現的情景、立意和設問上，“深挖洞”式的變、不著邊界的變是毫無意義的.

(3)對于錯題要盡可能讓學生講.學生在學習過程中出現錯誤是正常的.只有“嘗試錯誤”，才能實現“頓悟”.要鼓勵學生犯錯，要錯得“淋漓盡致”，并且要把錯誤“盡情地”、“自然地”展現在老師面前.

(4)把題當“事兒”講(實際上物理題講的就是我們身邊發生的“事兒”).這樣可以盡可能使學生體會到“事兒”中“角色”的“喜怒哀樂”，甚至成為“其中的一員”.既然是“事兒”，總是有來龍去脈、先后順序、前因后果，將自己置身其中，那就一步一步地(基本方法)按順序來解決.

舉兩個例子.

【例1】(2009年高考山東理綜卷)如圖1所示，某貨場需將質量為m1=100 kg的貨物(可視為質點)從高處運送至地面，為避免貨物與地面發生撞擊，現利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物由軌道頂端無初速度滑下，軌道半徑R=1.8 m.地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長度均為l=2 m，質量均為m2=100 kg，木板上表面與軌道末端相切.貨物與木板間的動摩擦因數為μ1，木板與地面間的動摩擦因數μ=0.2.(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10 m/s2)

圖1

(1)求貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力.

(2)若貨物滑上木板A時，木板不動；而滑上木板B時，木板B開始滑動，求μ1應滿足的條件.

(3)若μ1=0.5，求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運動的時間.

解析：

第一過程.貨物在光滑四分之一圓軌道上下滑過程中機械能守恒.根據機械能守恒定律可求出貨物到達軌道末端時的速度，由牛頓第二定律(即向心力公式)可求貨物對軌道的壓力.

(1)設貨物滑到圓軌道末端時的速度為v0，對貨物的下滑過程根據機械能守恒定律得

設貨物在軌道末端所受支持力的大小為FN,根據牛頓第二定律得

聯立以上兩式代入數據得

FN=3 000 N

根據牛頓第三定律，貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力大小為3 000 N，方向豎直向下.

第二過程.貨物滑上木板A時會給A一個向右的摩擦力作用，同時地面會給A、B向左的摩擦力作用.據題意A、B不滑動，必須滿足貨物給A的摩擦力不大于地面給A、B的摩擦力，由此可求出μ1滿足的關系.

(2)若滑上木板A時，木板不動.由受力分析得

μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g

若滑上木板B時，木板B開始滑動，由受力分析得

μ1m1g>μ2(m1+m2)g

聯立以上兩式代入數據得

0.4<μ1≤0.6

第三過程.若μ1=0.5，可知，貨物在木板A上滑動時，木板不動.根據動力學知識可求出貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運動的時間.

(3)設貨物在木板A上做減速運動時的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得

μ1m1g≤m1a1

設貨物滑到木板A末端是的速度為v1，由運動學公式得

v12-v02=-2a1l

代入數據得

v1=4 m/s

設在木板A上運動的時間為t，由運動學公式得

v1=v0-a1t

代入數據得

t=0.4 s

點評：把自己置身題目之中，沿著貨物的“足跡”，將貨物的多個過程分解為一個一個的小過程，并將各過程中貨物所受的力分析出來，在各過程中列出相應的關系式即可求解.

【例2】(2009年高考全國卷Ⅱ)如圖2所示,在寬度分別為l1和l2的兩個毗鄰的條形區域分別有勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右.一帶正電荷的粒子以速率v從磁場區域上邊界的P點斜射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進入電場，最后從電場邊界上的Q點射出.已知PQ垂直于電場方向，粒子軌跡與電、磁場分界線的交點到PQ的距離為d.不計重力,求電場強度與磁感應強度大小之比及粒子在磁場與電場中運動時間之比.

圖2

解析：粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直，圓心O應在分界線上(圖3).根據幾何關系求出粒子的半徑，結合圓周運動知識即可求出磁感應強度和帶電粒子在磁場中運動的時間 ；粒子進入電場后做類平拋運動，結合研究平拋運動的方法，可求出電場強度和帶電粒子在電場中運動的時間.

圖3

由幾何關系得

R2=l12+(R-d)2

(1)

設粒子的質量和所帶正電荷分別為m和q，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

(2)

設P′為P點垂線(虛線)與分界線的交點，∠POP′=α，則粒子在磁場中的運動時間為

(3)

式中

(4)

粒子進入電場后做類平拋運動，其初速度為v，方向垂直于電場.設粒子加速度大小為a,由牛頓第二定律得

qE=ma

(5)

由運動學公式有

(6)

l2=vt2

(7)

式中t2是粒子在電場中運動的時間.由(1)、(2)、(5)、(6)、(7)式得

(8)

由(1)、(3)、(4)、(7)式得

(9)

點評：畫出粒子的運動軌跡圖像是解題的關鍵，把粒子運動的過程拆分為勻速圓周運動和類平拋運動，利用幾何知識及平拋運動的研究方法，可求結論.

總之，解答物理題的方法有很多，同學們在練習時不要局限于一種，要盡可能多地嘗試各種方法，做到觸類旁通，游刃有余.