巧識(shí)物理習(xí)題中的隱含條件

物理習(xí)題中的條件是解題的前提，解物理習(xí)題時(shí)有些條件沒有直接給出，而解題時(shí)又必不可少，它需要解題者根據(jù)物理概念和物理規(guī)律，從題目中的字里行間去分析、判斷，去推論而得到，這就是所謂的隱含條件。隱含條件具有含而不露、隱而不顯、若明若暗的特點(diǎn)，如果不會(huì)識(shí)別題目中的隱含條件，就會(huì)導(dǎo)致解題失誤。許多初中學(xué)生對(duì)于解答這類題型的習(xí)題，常常感到束手無策、難以應(yīng)付，究其原因是他們還處于套公式解決簡單問題的水平上，對(duì)題目中隱含條件的分析能力不強(qiáng)。因此在實(shí)際解題過程中，老師要引導(dǎo)學(xué)生善于分析和利用隱含條件，這就等于找到了解題的鑰匙，有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)的能力。在初中物理習(xí)題中隱含條件可以從以下幾個(gè)面考慮。

一、隱含條件在實(shí)物的銘牌上

習(xí)題中常出現(xiàn)一些物理量隱含在銘牌中，從銘牌標(biāo)號(hào)中可以挖掘出隱含條件。

[例1]：有一標(biāo)有“6V 9W”的燈泡，如果接在電壓為12V的電源上，要使它能正常發(fā)光，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)多大阻值的電阻？

分析：此題目中除給出電源電壓以外，隱含條件有兩個(gè)：其一是根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率，利用歐姆定律公式可求出燈泡的電阻值R=62/9=4Ω（此題中假定燈泡電阻值為一不變量）。其二是燈泡正常發(fā)光，表明燈泡的實(shí)際電壓等于燈泡的額定電壓，燈泡消耗的實(shí)際功率等于燈泡的額定功率。只有深入研究題意，找出這兩個(gè)隱含條件，本題所要求解的串聯(lián)電阻值才能解得出來。

二、隱含條件是一般的物理常數(shù)

習(xí)題中常將一些物理常量隱含在有關(guān)詞語中，仔細(xì)分析、推敲這些用語，便可獲得所要條件。

[例2]：在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將10℃，1L水加熱至沸騰需要吸收多少熱量？

分析：此題看似條件不足，無法解題，但仔細(xì)分析隱含條件有二：（1）水的密度為ρ=1.0×103㎏/m3；（2）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰時(shí)的溫度為100℃，即末溫為100℃。只有找出了上述二個(gè)隱含條件，利用公式Q吸=cm（t末-t初）才可求出水吸收的熱量。

三、隱含條件在物理圖像中

一般題目的表述多數(shù)采用文字，而在物理題目中往往還配有圖示說明，甚至有的題全部以圖表達(dá)，因此在解題時(shí)要注意附圖中的隱含條件，以便解題。

[例3]：在學(xué)習(xí)了測(cè)量物質(zhì)密度后，愛探究的小明想測(cè)出某種未知液體的密度，具體操作如下：

①測(cè)液體質(zhì)量：天平平衡時(shí)，放在右盤中的砝碼大小和游碼的位置如圖甲所示，則稱得燒杯和液體的質(zhì)量m為 g。

②測(cè)液體體積：將燒杯中的液體倒入量筒中，液面達(dá)到的位置如圖乙所示，則該液體的體積V為 mL，盡管體積測(cè)量方法正確，但大家對(duì)他的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果進(jìn)行評(píng)估時(shí)，發(fā)現(xiàn)液體的體積測(cè)量值比它的實(shí)際值要 （選填“偏大”或“偏小”）。

③小明對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行修正后，測(cè)出了幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出了“m—V”圖像，如圖丙所示，由圖像可知該液體的密度為 kg/m 3。

分析：在解答第③問時(shí)學(xué)生利用公式ρ=m/V求出液體的密度時(shí)，必須首先要知道空燒杯的質(zhì)量，而在乙圖中可找出這個(gè)重要的隱含條件，即縱軸上的一點(diǎn)為空燒杯的質(zhì)量就為25g。

四、隱含條件在物理變化的過程中

[例4]：如圖所示：R2=10Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開和閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)分別為2V和6V，求S打開時(shí)，R1在1min時(shí)間內(nèi)放出多少熱量？

分析：此題目中當(dāng)S閉合時(shí)R2被短路，此時(shí)電壓表的示數(shù)6V即為隱含的電源電壓值U=6V，當(dāng)S斷開時(shí)R1和R2串聯(lián)，電源電壓保持不變，此時(shí)電壓表的示數(shù)為R1兩端的電壓。本題通過分析隱含條件，弄清了電路的連接方式及電壓表所表示的電壓值，利用歐姆定律和焦耳定律，問題即可迎刃而解。

五、隱含條件在物理概念中

在許多物理習(xí)題中，題目里的物理概念往往隱含了一些特殊的意義和條件，捕捉到這些反映概念的關(guān)鍵語句就成為解決問題的前提，否則往往會(huì)使人感到此題“缺少條件”而無從下手。

[例5]：一個(gè)木箱放在水平面上靜止時(shí)，木箱受到的支持力與 力是一對(duì)平衡力；當(dāng)木箱受到10N水平推力時(shí)，箱子未推動(dòng)，這時(shí)箱子受到的摩擦力 10N（選填“大于”、“小于”、“等于”）；當(dāng)水平推力增大到15N時(shí)，箱子恰好勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)水平推力增大到20N時(shí)，木箱受到的摩擦力為 N.

分析：題目中的“靜止”、“未推動(dòng)”、“勻速直線運(yùn)動(dòng)”等都是關(guān)鍵語句。它隱含了物體受平衡力作用這樣一個(gè)條件，找出了這個(gè)條件就可順利看出拉力F和摩擦阻力f之間的關(guān)系，同時(shí)題目中也隱含了滑動(dòng)摩擦力的大小的影響因素只和壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)，因此當(dāng)推力增大時(shí)，物體所受的摩擦力仍為15N。另外，通常還有些概念也隱含著特殊的條件，如“光滑”隱含“不考慮摩擦”，“浸沒”隱含：“V排=V物”等等。

六、隱含等量關(guān)系

在習(xí)題中常常會(huì)涉及到幾個(gè)物理過程，這些過程中往往存在等量關(guān)系，如果能在審題過程中找準(zhǔn)等量關(guān)系這一解題的橋梁，就能迅速找到解題的途徑。

[例6]：用質(zhì)量為0.4㎏的空瓶去裝水，裝滿水后的質(zhì)量是0.6㎏，若用這個(gè)瓶子去裝某種液體，裝滿這種液體后總質(zhì)量為0.56㎏，這種液體的密度是多少？

分析：該題首先應(yīng)通過瓶中水的質(zhì)量求出水的體積，從而知道瓶的容積，再通過液體的質(zhì)量和瓶內(nèi)的容積的比值求出被測(cè)液體的密度為0.8×103㎏/m3。此題中“瓶的容積”等于“水的體積”這一等量關(guān)系是隱含條件。再如解電路綜合題時(shí)，“電源電壓不變”、“串聯(lián)電路中各處電流相等”、“并聯(lián)電路各用電器兩端電壓相等”這些等量關(guān)系都可以在解題時(shí)靈活應(yīng)用。

七、隱含極值條件

當(dāng)習(xí)題中出現(xiàn)“至少”、“最大”等極值用語時(shí)，在運(yùn)用物理規(guī)律對(duì)它加以分析、挖掘出隱含條件。

[例7]：在如圖所示的曲臂杠桿AOB中，O是支點(diǎn)，AO=BC=4dm，OC=3dm，在A端掛50N重物時(shí)，在B端至少應(yīng)加多大的力才能使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)？試在圖中畫出這個(gè)力的方向。

分析：根據(jù)杠桿的平衡條件，B端加最小的力隱含著所加力的力臂最大這一極值條件，而B端所加力的最大力臂為OB，且OB=dm=5dm。再根據(jù)杠桿的平衡條件可求得B端所加的最小力為40N。力的方向如圖所示。

以上是日常解題中常見的一些例子，“隱含條件”的問題在物理學(xué)習(xí)中隨處可見。因此，讓學(xué)生掌握分析物理習(xí)題中的隱含條件的途徑和方法，了解物理中較細(xì)微的知識(shí)點(diǎn)，解開習(xí)題中的限制條件，自覺地分析、控制隱含條件，避免只利用一些明顯但不充分的條件去解題，審題的時(shí)候要求學(xué)生做到“咬文嚼字”，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生敏捷的思維能力，有利于提高學(xué)生分析與解決問題的能力。