陳志軍
物理審題是解物理習題的一個重要環節.一個物理問題的求解的基本結構是:問題條件——知識和方法(即定理與定律)——問題結果.可見解題的第一步是認清問題條件,認清問題條件的過程就是物理審題,確切的說物理審題就是通過審閱題文和題圖,全面、正確地把握原始問題的含義,弄清題目所涉及的物理過程,想象問題的物理情境,明確問題的已知與所求之間的關系而進行的分析與綜合相結合的思維活動.審題的質量直接決定著解題的成敗,因此,在平時的教學和學習過程中加強審題方法的指導和總結顯得十分必要.下面結合具體例子,談一談審題的一般方法.
一、明確模型的特點,尋找模型中的隱含條件,即要達到咬文嚼字的程度
物理習題往往命題者根據一定的物理模型,結合一定的物理現象.將一些物理知識加工組合,刨造一些陌生環境,從而擬定出具有一定已知量和未知量關系的物理問題. 例如細繩、輕繩等隱含著不計其質量,理想變壓器隱含著不計能量損失,硬桿、直棒隱含著不能彎曲,不能發生形變,也就不必考慮彈性等等.
二、根據物理模型的特點,明確要求,抓住關鍵
有許多物理問題,在一些敘述性的語言中往往存在著關鍵性的問語,在審題過程中,如果只注意那些具體數字或字母的已知條件而沒有抓住關鍵性的字詞,就抓不住問題的本質,找不到解題的突破口,因此,審題時除了熟悉問題的整體背景外,還要特別注意扣住問題中的關鍵詞展開思維.
例1一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4 m/s,1 s后速度的大小變為10 m/s,在這1 s內該物體的( ).A.位移的大小可能小于4 m B.位移的大小可能大于10 m C.加速度的大小可能小于4 m/s2 D.加速度的大小可能大于10 m/s2評析抓住關鍵詞“勻變速直線運動”,物體在相隔1 s的兩時刻速度的“大小”,四個選項中的“可能”進行分析就容易確定本題有兩種情況,速度同向和反向,再運用運動學公式可得正確答案為A、D.三、抓住物理模型的特點,深入挖掘不少物理問題中的部分條件并不明確給出,而是寓于某概念中或存在于某些性質里隱含于某圖形中,隱隱約約含而不露,但它們又常常是解題的要點.有些隱含條件隱藏得并不深,平時又常見到,挖掘起來不難,有些條件則隱藏較深,審題時,需要經過深入分析,才能挖掘出這些隱含條件.隱含條件的挖掘能有效地檢驗考生分析問題和解決問題的能力.例2如圖1所示傳送帶與地面傾角為37°,以v=10 m/s速度逆時針轉動,在傳送帶上端A放一質量m為0.5 kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數μ=0.5,若傳送帶A到B的長度L=16 m,則物體從A運動到B所需時間為多少?(g=10 m/s2)解A物體速度到達v之前mgsinθ+μmgcosθ=ma1v=a1t1s1=12a1t21解得a1=10 m/s2t1=1 ss1=5 m到達v之后mgsinθ-μmgcosθ=ma2s2=L-s1s2=vt2+12a2t22解得a2=2 m/s2t2=1 s∴t=t1+t2=1+1=2 s.評析關于傳送帶問題,我們可以挖掘出的隱含條件為:①物體初速度為v0=0;②物體相對于傳送帶上滑(相對大地下滑)受到沿傳送帶向下的滑動摩擦力;③當物體在到達B之前加速到與傳送帶速度相同時,是一個臨界點,判斷出從此以后物體將繼續加速下滑,使下滑速度大于傳送帶速度,則滑動摩擦力方向為沿傳送帶向上.
此題尋找隱含條件③是解本題的關鍵所在.
四、抓住物理模型本質特征,排除干擾在題目中設置干擾因素,常常是命題者考查學生能力,特別是考察理解能力的一種常見手段,所謂干擾因素是指那些與解答本題沒有關系,但卻能對考生的思維產生干擾、設置障礙的條件.通過審題能迅速找出干擾因素,明確它們的確與解決本題無關,在解題時才敢大膽地摒棄它們,解題就能迅速而準確地進行. 圖2例3如圖2所示,靜止的傳送帶上有一木塊正在勻速下滑,當傳送帶突然向上開動時,木塊滑到底部所用時間t2與傳送帶不動所用的時間t1,的關系是().A.t1=t2B.t1>t2C.t1 評析此題隱蔽了一個臨界狀態,那就是氣缸的長度或水銀的多少臨界值.若氣缸較長或水銀較少,則瓶中水銀全部注入后沒有水銀溢出;若氣缸較短或水銀較多,則活塞上方注滿水銀時,瓶中還剩一定質量的水銀,臨界值就是瓶中水銀全部注入時活塞上方恰好注滿.抓住了上述臨界值,題目就變得十分簡單了. 六、利用圖象進行分析,尋找物理量關系中的隱含條件 利用函數線的直觀和操作簡便的特點,往往很容易找出隱含條件,從而達到解題的目的. 例5A、B兩物體從同一地點同時同向運動,A做vA=10 m/s勻速運動,B做初速度為零,加速度aB=0.5 m/s2的勻加速運動,在B追上A前什么時刻,他們相距最遠?最大距離為多少? 解如圖4,在v-t坐標圖上分別作出A、B兩物體的速度圖線,得出s=12×10×20=100 m.評析通過圖線,我們不難看出經過40 s B才能追上A(此時兩物體的速度面積相等,即位移相等),而當t=20 s時,A、B速度圖線下的速度面積相差最大,表明此時兩物體相距最遠,兩物體相距的最大距離等于圖4中陰影的面積. 七、結合數學分析,尋找物理變量關系中的隱含條件 對物理過程進行分析判斷,結合數學方法,得出物理量之間的關系,從這些關系中找出隱含條件. 例6題見例5 解A物的位移sA=vAt=10t,B物的位移sB=12aBt2=0.25t2,A、B相距Δs=sA-sB.利用一元二次函數y=ax2+bx+c,求極值的方法可知a=-0.25<0,y(Δs)有極大值,且當t=-b2a=10-2×(-0.25)=20 s時,s的極大值為Δsmax=4ac-b24a=-1024×(-0.25)=100 m.總之,尋找題中的隱含條件方法靈活多變,不要形成思維定勢,只有這樣才能根據題意找出隱含條件,達到解題的目的.(收稿日期:2015-06-20)