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美国教育家布卢姆把认知领域的教育目标,按照从简单到复杂的顺序划分为六个层次,即认知、领会、运用、分析、综合和评价。其中,为了一定的目的,依据既定的标准,对所给材料的理论、观点和方法的价值做出判断,就是评价。评价是认知领域的最高目标。近几年高考物理出现的辨析评价题正是考查了同学们的这种评价能力。下面列举数例并略加分析。
一、物理过程分析评价
例1 (2006年上海物理卷)辨析题:要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。
有关数据如下:启动加速度a1=4m/s2,制动加速度a2=8m/s2,直道最大速度v1=40m/s,弯道最大速度v2=20m/s,直道长度s=218m。
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40m/s,然后再减速到v1=20m/s。
t1=v1/a1=…,t2=(v1-v2)/a2=…,t=t1+t2。
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果。
解析 上述解法不合理。因为加速时间t1=v1/a1=10s,减速时间t2=(v1-v2)/a2=2.5 s,所以加速距离s1=v1t1=200 m,减速距离s2=(v1+v2)t2/2=75 m,而s1+s2>s,故解法不合理。
故最短时间t=t1+t2=9s +2s=11s。
二、物理量含义理解评价
例2 (2005年广东物理卷)已知万有引力常量G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心做圆周运动,由
(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由。如不正确,请给出正确的解法和结果。
(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
解析 此同学估算地球质量M的方法明显是错误的,他忽略了地球半径R,因为同步卫星距地面的高度h≈36000 km,只比地球半径R≈6400 km大了约5.6倍,所以计算时根本不能忽略地球半径。
(1)上面结果是错误的。地球的半径R在计算过程中不能忽略。
正确的解法和结果:
三、隐含条件挖掘评价
例3 (2004年上海物理卷)真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间相互作用力大小为9×10-4 N。当它们合在一起时,成为一个带电量为3×10-8 C的点电荷。问:原来两电荷的带电量各为多少?某同学求解过程如下:
根号中的数值小于0,经检查,运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。
解析 题中给出的是相互作用力的大小,而没有讲清作用力的性质。所以,两点电荷也可能是异号。既然按同号运算时,电量无实数解,那就按电荷异号进行解答与计算。
联系上面的计算过程。
q1-q2=3×10-8 C=a,q1q2=1×10-15 C2=b,得:q2-aq-b=0。
由此解得:q1=5×10-8 C,q2=-2×10-8 C。
四、物理模型选用评价
例4 (2001年上海物理卷)如图1所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,线l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,线l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断细线的瞬时物体的加速度。
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
设线l1上的拉力为T1,线l2上的拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡,于是有:T1cosθ=mg,T1sinθ=T2 ,T2=mgtanθ。
剪断线l2的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向上获得加速度。因为mgtanθ=ma ,所以加速度a=gtanθ,方向沿T2反方向。
你认为这个结果正确吗?请对该解法做出合理评价并说明理由。
(2)若将图1中的细线l2改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图2所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ。你认为这个结果正确吗?请说明理由。
解析 (1)错。因为线l2被剪断的瞬间,线l1上的张力大小发生了突变。
(2)对。因为线l2被剪断的瞬间,弹簧的弹力未发生突变。
一、物理过程分析评价
例1 (2006年上海物理卷)辨析题:要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。
有关数据如下:启动加速度a1=4m/s2,制动加速度a2=8m/s2,直道最大速度v1=40m/s,弯道最大速度v2=20m/s,直道长度s=218m。
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40m/s,然后再减速到v1=20m/s。
t1=v1/a1=…,t2=(v1-v2)/a2=…,t=t1+t2。
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果。
解析 上述解法不合理。因为加速时间t1=v1/a1=10s,减速时间t2=(v1-v2)/a2=2.5 s,所以加速距离s1=v1t1=200 m,减速距离s2=(v1+v2)t2/2=75 m,而s1+s2>s,故解法不合理。
故最短时间t=t1+t2=9s +2s=11s。
二、物理量含义理解评价
例2 (2005年广东物理卷)已知万有引力常量G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心做圆周运动,由
(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由。如不正确,请给出正确的解法和结果。
(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
解析 此同学估算地球质量M的方法明显是错误的,他忽略了地球半径R,因为同步卫星距地面的高度h≈36000 km,只比地球半径R≈6400 km大了约5.6倍,所以计算时根本不能忽略地球半径。
(1)上面结果是错误的。地球的半径R在计算过程中不能忽略。
正确的解法和结果:
三、隐含条件挖掘评价
例3 (2004年上海物理卷)真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间相互作用力大小为9×10-4 N。当它们合在一起时,成为一个带电量为3×10-8 C的点电荷。问:原来两电荷的带电量各为多少?某同学求解过程如下:
根号中的数值小于0,经检查,运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。
解析 题中给出的是相互作用力的大小,而没有讲清作用力的性质。所以,两点电荷也可能是异号。既然按同号运算时,电量无实数解,那就按电荷异号进行解答与计算。
联系上面的计算过程。
q1-q2=3×10-8 C=a,q1q2=1×10-15 C2=b,得:q2-aq-b=0。
由此解得:q1=5×10-8 C,q2=-2×10-8 C。
四、物理模型选用评价
例4 (2001年上海物理卷)如图1所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,线l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,线l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断细线的瞬时物体的加速度。
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
设线l1上的拉力为T1,线l2上的拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡,于是有:T1cosθ=mg,T1sinθ=T2 ,T2=mgtanθ。
剪断线l2的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向上获得加速度。因为mgtanθ=ma ,所以加速度a=gtanθ,方向沿T2反方向。
你认为这个结果正确吗?请对该解法做出合理评价并说明理由。
(2)若将图1中的细线l2改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图2所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ。你认为这个结果正确吗?请说明理由。
解析 (1)错。因为线l2被剪断的瞬间,线l1上的张力大小发生了突变。
(2)对。因为线l2被剪断的瞬间,弹簧的弹力未发生突变。