甄選物理模型 化解試題難度

蘭偉城

摘 要：福建省從2009年開始自主命題，歷時(shí)五年，高考物理試卷結(jié)構(gòu)、題型與模型考查的重點(diǎn)初見端倪。這五年福建高考物理計(jì)算題均涉及中學(xué)常見的物理模型，面對(duì)有章可循的計(jì)算題，要善于抓住其本質(zhì)特征，把題中描述的物理情景通過聯(lián)想、對(duì)比，甄選相關(guān)的物理模型，化解試題難度。

關(guān)鍵詞：物理模型；特征；難度；本質(zhì)

模型法是高中階段處理物理問題的基本思路和方法，當(dāng)我們遇到實(shí)際的問題時(shí)，只有找到問題所對(duì)應(yīng)的物理模型，才能用這個(gè)模型對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律來解決問題。什么是物理模型呢？

一、掌握模型的特征，構(gòu)建物理模型

我們所說的物理模型，是對(duì)研究對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的描述或模擬，即根據(jù)研究對(duì)象和問題的特點(diǎn)，舍棄次要的、非本質(zhì)的因素，抓住主要的、本質(zhì)的因素，從而建立一個(gè)易于研究的、能反映研究對(duì)象主要特征的新形象，它是科學(xué)抽象與概括的結(jié)果。中學(xué)物理模型可分為如下兩類：

（1）“對(duì)象模型”：實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象，如：質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、點(diǎn)電荷、理想電表、理想氣體、點(diǎn)光源、光子等。

（2）過程模型：理想化了的物理現(xiàn)象或過程，如：勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。

這五年計(jì)算題考查了哪些物理模型呢？我們簡(jiǎn)單地回顧一下：

2009年20題平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)、21題勻變速直線運(yùn)動(dòng)、22題勻速圓周運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)；

2010年20題勻速直線運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng)、21題勻速直線運(yùn)動(dòng)、22勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)；

2011年20題勻變速直線運(yùn)動(dòng)、21題圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)、22題勻速直線運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；

2012年20題圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)、21題繩拉船模型、22題圓周運(yùn)動(dòng)；

2013年20題圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)、21題勻變速直線運(yùn)動(dòng)、輕繩模型、22題圓周運(yùn)動(dòng)；

通過分析，不難發(fā)現(xiàn)這些計(jì)算題均涉及常見的物理模型。

在這些計(jì)算題中，有些題目已告知物理模型，可以直接處理，如：2009年22題、2010年21題和22題、2011年22題、2012年20題和21題、2013年20題和21題；有些題目未告知物理模型，不宜直接處理，但恰當(dāng)?shù)貙⒀芯繉?duì)象或過程向隱含的物理模型轉(zhuǎn)化，就能使問題得以解決，如：2009年20題和21題、2010年20題、2011年20題和21題、2012年21題、2013年22題。物理模型在解題時(shí)有何作用呢？

二、甄選物理模型，化解習(xí)題難度

高考計(jì)算題所占的分?jǐn)?shù)比例高達(dá)45%，答好計(jì)算題對(duì)取得優(yōu)異成績(jī)是至關(guān)重要的。在解決物理試題時(shí)，要弄清模型的使用條件，注意易混淆不同模型間的質(zhì)的區(qū)別，識(shí)別形異而質(zhì)同或形同而質(zhì)異的物理模型。比如，2010年福建高考第19題，若離子在速度選擇器中作勻加速直線運(yùn)動(dòng)則洛倫茲力會(huì)改變，則軌跡不可能是直線，從而甄選勻速直線運(yùn)動(dòng)模型，得到電場(chǎng)力和洛倫茲力等大的關(guān)系，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度與電場(chǎng)力垂直而且電場(chǎng)力是恒力，沒有洛倫茲力不屬于磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)不是圓周運(yùn)動(dòng)模型，屬于電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，從而甄選類平拋模型，利用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題。

再如，2013年福建高考第21題解題的關(guān)鍵之一是甄選繩子兩種形同而質(zhì)異的“死點(diǎn)”模型和“活點(diǎn)”模型，因?yàn)槔K子是光滑的，所以環(huán)和繩子的接觸點(diǎn)兩側(cè)的繩子的拉力大小相等，因此屬于“活點(diǎn)”模型，用整體法和隔離法分析，結(jié)合牛頓第二定律解題。

這些高考試題要求學(xué)生能從大量文字中攝取有效信息，弄清物理情景，準(zhǔn)確甄選物理模型從而解決問題。如果缺乏這種甄選模型的能力，又何談解題。在高三物理總復(fù)習(xí)時(shí)怎樣提高復(fù)習(xí)效率，一定要搞題海戰(zhàn)術(shù)嗎？

三、依據(jù)本質(zhì)聯(lián)系，積累典型模型

在高三復(fù)習(xí)中，不能只通過做題來回顧知識(shí)，要把做題的時(shí)間省出來一些，去思考學(xué)習(xí)過的所有概念和模型，真正去理解它們。新課程背景下的高考導(dǎo)向，強(qiáng)化能力立意的指導(dǎo)思想，注重“穩(wěn)中求變、變中求新、新中求活、體現(xiàn)課改”的命題特點(diǎn)。培養(yǎng)能力應(yīng)滲透在平時(shí)的教學(xué)之中，如：建模能力、計(jì)算能力、利用圖像獲取信息的能力、審題能力等。我們常說習(xí)題無限題型有限，只要注意題型方法的積累、歸納，就可以以不變應(yīng)萬變，而物理模型的建立就是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的保證。平時(shí)注重物理模型的積累，弄清模型的本質(zhì)。只有把模型的本質(zhì)分析清楚，才能真正掌握模型的變化，使模型被靈活應(yīng)用。熟悉并掌握這種科學(xué)研究的思維方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，不但能使學(xué)生加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，提高解題技巧，而且對(duì)開發(fā)學(xué)生智力也將起到積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷文新.福建省高考理綜物理試題的特點(diǎn)及其對(duì)教學(xué)的啟示.福建省教育考試院，2011.

[2]黃書鵬.“課改”與物理模型及建模能力.中學(xué)物理教學(xué)參考，2002（12）：1-3.

編輯 李建軍