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随着素质教育的不断推进和中考命题改革的不断深入,近年来各省市的物理考题出现了一类新的题型——“辨析题”,“辨析题”是问题建立在一定的情境下,给出学生错误的解题过程,让同学们分析正确与否或完善与否,从中发现学生解决问题的思维方式和思维能力,从中判断学生思维的严密性和批判性,这符合新课程改革中考试内容改革的方向,注重培养人的优秀的思维品质,为学生的终生发展打基础,正因为如此,所以这类题型近年来成了各地命题者竞相借鉴的热点题型!
以下列举几题加以分析,供大家参考。
[例1](2006年扬州市)工人利用滑轮组将重400N的物体向上匀速提升2m,所用拉力为250N,滑轮组的机械效率是多少?若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦力)
小明的解题过程是:
解:W有=Gh=400N×2m=800J
W总=FS=250N×2m×2=1000J
η=W有/W总=800J/1000J=0.8=80%
W’有=G’h=900N×2m=1800J
W’总=W’有/η=1800J/80%=2250J
答:滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250J。
上述解答是否有错误?如有错误,指出错误的原因,并对错误加以订正。
解析:第一问的求解是正确的,第二问求的拉力所做的功是错误的。因为机械效率会随提升物体重力的大小而改变。
G动=2F-G物=2×250-400=100(N)
F’=(G’物 G动)/2=(900 100)/2=500(N)
W’总=F’S=500×4=2000(J)
[例2] (2006年南京市)一电动机线圈的电阻为1,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作。
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法。
小明解:W=Uh=2V×0.8A×60s=96J
小华解:W=FRt=(0.8A)2×1×60s=38.4J
你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由。
(2)求电动机正常工作1min所转化的机-械能是多少?
解析:(1)小明对,因为电动机工作时电能没有全部转化为内能,大部分电能转化为机械能,所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)W>Q,此时W=Q E机械能·(2)1min内这台电动机所转化的机械能E机械能=W-Q=96J-38.4J=57.6J。
[例3] (2006年重庆市)“6V3w”的小灯泡L与额定功率为10w的电阻器R串联,电源电压大小为10V,且保持不变,闭合开关S,电流表、电压表示数分别为0,20A和2,4V,不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化,求:(I)电阻R的阻值,(2)整个电路消耗的实际功率。
王刚同学的求解如下:
(1)根据欧姆定律,电阻器的电阻R=U/I=2.4 V/0.20A=12Q
(2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率P=3W 10W=13W。
请你指出王刚同学求解过程中存在的错误,并作出正确的解答。
解析:应用欧姆定律,要求电压U,电流I应针对同一导体R,在(1)问的解答中,王刚同学错把灯泡两端的电压当作电阻器的电压,所以计算出的是灯泡电阻值而不是电阻器的阻值。
在(2)问中王刚同学混淆了额定功率和实际功率,当灯泡两端电压为2.4V时,灯泡消耗功率小于额定功率。
正确解答如下:
(1)电阻器R两端的电压U=U-UL=10V-2.4V=7.6V。
根据欧姆定律,电阻器R的电阻值R=U/I=7.6V/0.20A=38V。
(2)整个电路消耗的实际功率P=UI=10V×0.20A=2W
[例4](安徽省)在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力 动力臂一阻力 阻力臂”,他们经过实验,获得了下述数据:
于是,他们认为自己的猜想得到验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?
解析:实验不能只凭一组数据得到结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论,单位不同的两个物理量不能直接相加。
综合以上这些例题我们应该认识到以下两点:首先“辨析题”的解决过程是学生个体思维认知、辨误、纠错的过程,这种能力不是靠教师课堂上灌注培养起来的,而是靠学生长期的自主辨析、合作辨析及探究发展起来的,所以平时学生要在教师的引导下主动学习,能在学习的内容上、时间上、进度上有更多的自主支配、自主判断、自主选择、自主承担的机会!其次“辨析题”告诉我们平时要把错误视为宝贵的课程资源,正确的对待错误,科学地加工错误,合理的转化错误,甚至精心的设计“错误”,善于“弄巧成拙”,反而能错出价值,错出效果,错出精彩!错误会成为意外的美丽!
[考题回放]
1.(2005年芜湖市)工人用一个动滑轮,将质量为20kg的货物竖直提高了2m,已知该动滑轮的机械效率为80%,求工人的拉力。
小明解此题的思路是:因为使用动滑轮省一半力,所以F=G/2=mg/2;又因为此动滑轮的机械效率η=F/F’,故所求拉力F’=F/η,即得,请判断小明的思路是否正确?若正确,请按其思路代人数据,解出此题;若不正确,请指出错在哪里?然后写出你认为正确的解题过程,并求出拉力。(取g=10N/kg)
2.(2006年太原市)为测量一只标有“6.3V0.3V”的小灯泡的额定功率,某实验小组设计了电路图。现有实验器材为:电压表(量程0-3V,0-15V)一块,电流表(量程0-0.6A,0-3A)一块,“10, 2A”和“50Q1A”的滑动变阻器各一只,电源(电压恒为12V)一个,开关一只,导线若干。实验时,甲同学认为电压表和电流表都应选用小量程,滑动变阻器应选用“50、1A”的;乙同学认为电压表应选用大量程,电流表应选用小量程,滑动变阻器应选用“10、2A”的。
请你对两位同学器材选择的合理性作出评价(如合理,不需说明理由;如不合理,请指出不合理之处和产生的后果)。
以下列举几题加以分析,供大家参考。
[例1](2006年扬州市)工人利用滑轮组将重400N的物体向上匀速提升2m,所用拉力为250N,滑轮组的机械效率是多少?若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦力)
小明的解题过程是:
解:W有=Gh=400N×2m=800J
W总=FS=250N×2m×2=1000J
η=W有/W总=800J/1000J=0.8=80%
W’有=G’h=900N×2m=1800J
W’总=W’有/η=1800J/80%=2250J
答:滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250J。
上述解答是否有错误?如有错误,指出错误的原因,并对错误加以订正。
解析:第一问的求解是正确的,第二问求的拉力所做的功是错误的。因为机械效率会随提升物体重力的大小而改变。
G动=2F-G物=2×250-400=100(N)
F’=(G’物 G动)/2=(900 100)/2=500(N)
W’总=F’S=500×4=2000(J)
[例2] (2006年南京市)一电动机线圈的电阻为1,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作。
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法。
小明解:W=Uh=2V×0.8A×60s=96J
小华解:W=FRt=(0.8A)2×1×60s=38.4J
你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由。
(2)求电动机正常工作1min所转化的机-械能是多少?
解析:(1)小明对,因为电动机工作时电能没有全部转化为内能,大部分电能转化为机械能,所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)W>Q,此时W=Q E机械能·(2)1min内这台电动机所转化的机械能E机械能=W-Q=96J-38.4J=57.6J。
[例3] (2006年重庆市)“6V3w”的小灯泡L与额定功率为10w的电阻器R串联,电源电压大小为10V,且保持不变,闭合开关S,电流表、电压表示数分别为0,20A和2,4V,不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化,求:(I)电阻R的阻值,(2)整个电路消耗的实际功率。
王刚同学的求解如下:
(1)根据欧姆定律,电阻器的电阻R=U/I=2.4 V/0.20A=12Q
(2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率P=3W 10W=13W。
请你指出王刚同学求解过程中存在的错误,并作出正确的解答。
解析:应用欧姆定律,要求电压U,电流I应针对同一导体R,在(1)问的解答中,王刚同学错把灯泡两端的电压当作电阻器的电压,所以计算出的是灯泡电阻值而不是电阻器的阻值。
在(2)问中王刚同学混淆了额定功率和实际功率,当灯泡两端电压为2.4V时,灯泡消耗功率小于额定功率。
正确解答如下:
(1)电阻器R两端的电压U=U-UL=10V-2.4V=7.6V。
根据欧姆定律,电阻器R的电阻值R=U/I=7.6V/0.20A=38V。
(2)整个电路消耗的实际功率P=UI=10V×0.20A=2W
[例4](安徽省)在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力 动力臂一阻力 阻力臂”,他们经过实验,获得了下述数据:

于是,他们认为自己的猜想得到验证。你认为他们的实验过程存在什么问题?
解析:实验不能只凭一组数据得到结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论,单位不同的两个物理量不能直接相加。
综合以上这些例题我们应该认识到以下两点:首先“辨析题”的解决过程是学生个体思维认知、辨误、纠错的过程,这种能力不是靠教师课堂上灌注培养起来的,而是靠学生长期的自主辨析、合作辨析及探究发展起来的,所以平时学生要在教师的引导下主动学习,能在学习的内容上、时间上、进度上有更多的自主支配、自主判断、自主选择、自主承担的机会!其次“辨析题”告诉我们平时要把错误视为宝贵的课程资源,正确的对待错误,科学地加工错误,合理的转化错误,甚至精心的设计“错误”,善于“弄巧成拙”,反而能错出价值,错出效果,错出精彩!错误会成为意外的美丽!
[考题回放]
1.(2005年芜湖市)工人用一个动滑轮,将质量为20kg的货物竖直提高了2m,已知该动滑轮的机械效率为80%,求工人的拉力。
小明解此题的思路是:因为使用动滑轮省一半力,所以F=G/2=mg/2;又因为此动滑轮的机械效率η=F/F’,故所求拉力F’=F/η,即得,请判断小明的思路是否正确?若正确,请按其思路代人数据,解出此题;若不正确,请指出错在哪里?然后写出你认为正确的解题过程,并求出拉力。(取g=10N/kg)
2.(2006年太原市)为测量一只标有“6.3V0.3V”的小灯泡的额定功率,某实验小组设计了电路图。现有实验器材为:电压表(量程0-3V,0-15V)一块,电流表(量程0-0.6A,0-3A)一块,“10, 2A”和“50Q1A”的滑动变阻器各一只,电源(电压恒为12V)一个,开关一只,导线若干。实验时,甲同学认为电压表和电流表都应选用小量程,滑动变阻器应选用“50、1A”的;乙同学认为电压表应选用大量程,电流表应选用小量程,滑动变阻器应选用“10、2A”的。
请你对两位同学器材选择的合理性作出评价(如合理,不需说明理由;如不合理,请指出不合理之处和产生的后果)。