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【摘 要】习题设计者往往在设计习题时把某些条件隐蔽起来,或者设置一些假象,以提高习题的难度。本文通过举例方式,阐述鉴别“陷阱”的方法,以帮助学生迅速、准确地解决物理问题。
【关键词】物理过程 物理规律 物理模型
一些习题设计者往往把一个完整的物理过程的某些部分或某些条件隐蔽起来,隐蔽某些过程的性质或隐蔽其物理过程的变化,甚至设置一些假象或“陷阱”,以提高习题的难度。因此,隐含条件或“陷阱”的设置,往往成为高难度习题的特征,成为鉴别学生物理学科能力的重要手段。笔者通过十几年教学积累,将常见几种情形,举例加以说明。
一、错建物理模型
利用题目中的模糊语句,造成容易混淆的假象,以致使建立错误的物理模型。
例1.如图1,在x轴上方有垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E,一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点o沿着y轴正方向射去,射出之后,第三次到达x轴时,它与o点的距离为l,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s。(粒子重力不计。)
这是一道常见的电磁综合题,本题设置的陷阱在“第三次到达轴”处,不少未认真建立物理模型的学生会错误地认为第三次到达x轴处离o点的距离l=6R。
二、错用物理条件
有些物理题在题目中多给或少给条件,设置学生在解题时错用条件的陷阱。
例2.运动员用200N的力踢球,把质量是0.4kg千克的球踢出去50m远,则运动员对球所做的功是()
A.100J B.1000J C.1000J D.无法确定
有些学生会认为F=200N,S=50m,用公式W=F•S计算运动员踢球时所做的功,忽视了公式中的S是物体在力的作用下沿力的方向上发生的位移。
三、错用物理规律
设置忽视物理规律的适用条件,导致学生错用物理规律的陷阱。
例3.假如人造地球卫星的轨道半径增至原来的两倍,则以下说法正确的是()
A.根据公式v=•r,可知卫星的线速度将增至原来的两倍。
B.根据公式F= ,可知卫星所需的向心力将减小到原来的 。
C.根据公式F=G ,可知地球对卫星的万有引力将减小至原来的 。
D.根据上述B、C中给出的公式,可知卫星运动的线速度将减小到原来的 。
本题所涉及的公式v=•r,中做圆周运动的物体的线速度和半径成正比的前提是角速度不变;公式F=m 中,做匀速圆周运动的物体所需向心力和其做圆周运动的半径成反比的前提是其匀速圆周运动的线速度大小不变。因此,A、B两答案均忽视了物理公式的适用条件而导致错误结论。
例4.如图所示,理想变压器初、次级线圈匝数之比为n1:n2=4:1,当导体a,b在匀强磁场中,沿两平行的导轨(电阻不计)做匀速直线运动而切割磁感线时,电流表A1的示数为12mA,则电流表A2的示数为 mA。
本题中导体匀速切割磁感线,将在原线圈回路中产生恒定电流。而恒定电流将在变压器铁芯中产生恒定磁场,副线圈不会产生电磁感应现象,因此电流表A2的示数为零。而不少学生错用变压器公式 = ,求出电流表A2的示数为48mA。
跌入陷阱,反映了学生在知识和经验上的局限性和片面性,也暴露了学生思维方式上的某些缺陷。要防止在解题过程中跌入题设“陷阱”,就必须让学生习题教学过程中养成认真审题的习惯,使他们在审题过程中抓住题目中的关键语句和本质条件,摒弃题目中的干扰因素。
(山东郯城第一中学;276100)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】物理过程 物理规律 物理模型
一些习题设计者往往把一个完整的物理过程的某些部分或某些条件隐蔽起来,隐蔽某些过程的性质或隐蔽其物理过程的变化,甚至设置一些假象或“陷阱”,以提高习题的难度。因此,隐含条件或“陷阱”的设置,往往成为高难度习题的特征,成为鉴别学生物理学科能力的重要手段。笔者通过十几年教学积累,将常见几种情形,举例加以说明。
一、错建物理模型
利用题目中的模糊语句,造成容易混淆的假象,以致使建立错误的物理模型。
例1.如图1,在x轴上方有垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E,一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点o沿着y轴正方向射去,射出之后,第三次到达x轴时,它与o点的距离为l,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s。(粒子重力不计。)
这是一道常见的电磁综合题,本题设置的陷阱在“第三次到达轴”处,不少未认真建立物理模型的学生会错误地认为第三次到达x轴处离o点的距离l=6R。
二、错用物理条件
有些物理题在题目中多给或少给条件,设置学生在解题时错用条件的陷阱。
例2.运动员用200N的力踢球,把质量是0.4kg千克的球踢出去50m远,则运动员对球所做的功是()
A.100J B.1000J C.1000J D.无法确定
有些学生会认为F=200N,S=50m,用公式W=F•S计算运动员踢球时所做的功,忽视了公式中的S是物体在力的作用下沿力的方向上发生的位移。
三、错用物理规律
设置忽视物理规律的适用条件,导致学生错用物理规律的陷阱。
例3.假如人造地球卫星的轨道半径增至原来的两倍,则以下说法正确的是()
A.根据公式v=•r,可知卫星的线速度将增至原来的两倍。
B.根据公式F= ,可知卫星所需的向心力将减小到原来的 。
C.根据公式F=G ,可知地球对卫星的万有引力将减小至原来的 。
D.根据上述B、C中给出的公式,可知卫星运动的线速度将减小到原来的 。
本题所涉及的公式v=•r,中做圆周运动的物体的线速度和半径成正比的前提是角速度不变;公式F=m 中,做匀速圆周运动的物体所需向心力和其做圆周运动的半径成反比的前提是其匀速圆周运动的线速度大小不变。因此,A、B两答案均忽视了物理公式的适用条件而导致错误结论。
例4.如图所示,理想变压器初、次级线圈匝数之比为n1:n2=4:1,当导体a,b在匀强磁场中,沿两平行的导轨(电阻不计)做匀速直线运动而切割磁感线时,电流表A1的示数为12mA,则电流表A2的示数为 mA。
本题中导体匀速切割磁感线,将在原线圈回路中产生恒定电流。而恒定电流将在变压器铁芯中产生恒定磁场,副线圈不会产生电磁感应现象,因此电流表A2的示数为零。而不少学生错用变压器公式 = ,求出电流表A2的示数为48mA。
跌入陷阱,反映了学生在知识和经验上的局限性和片面性,也暴露了学生思维方式上的某些缺陷。要防止在解题过程中跌入题设“陷阱”,就必须让学生习题教学过程中养成认真审题的习惯,使他们在审题过程中抓住题目中的关键语句和本质条件,摒弃题目中的干扰因素。
(山东郯城第一中学;276100)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文