困擾學(xué)生的“猜測”類問題解析

林貴

(南安僑光中學(xué) 福建 泉州 362314)

隨著新課程改革的不斷向前推進(jìn)，許多課改實驗區(qū)的高考試題出現(xiàn)“你可以通過一定的物理分析，對下列表達(dá)式的合理性作出準(zhǔn)確判斷”這樣一類“猜測”性題型.此類問題選擇的物理模型并不是高中生所常見的，而且用考生在高中階段所學(xué)的物理知識通常不能從正面完整解答.此類題型體現(xiàn)了高考命題源于教材，又不拘泥于教材的特點.要得到正確結(jié)果，考生必須根據(jù)已有的知識和物理事實、條件，運用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎM(jìn)行邏輯推理和論證，對不熟悉的問題作出正確的判斷.但對此類題型許多考生會有些迷茫，如何有效地進(jìn)行“一定的物理分析”呢？總的來說解決此類問題總的指導(dǎo)思想：化現(xiàn)實為理想、化大為小.常用方法有：假設(shè)法、極限分析法、特值簡算法、量綱比較法等.現(xiàn)舉幾個實例來說明，不足之處還請同行們不吝賜教.

【例1】(2011年高考福建卷第18題)如圖1所示，一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過滑輪后，兩端分別懸掛質(zhì)量為m1和m2的物體A和B.若滑輪有一定大小，質(zhì)量為m且分布均勻，滑輪轉(zhuǎn)動時與繩之間無相對滑動，不計滑輪與軸之間的磨擦.設(shè)細(xì)繩對A和B的拉力大小分別為T1和T2.已知下列四個關(guān)于T1的表達(dá)式中有一個是正確的，請你根據(jù)所學(xué)的物理知識，通過一定的分析判斷正確的表達(dá)式是

分析：本題選擇的物理模型滑輪有質(zhì)量，兩邊繩子的拉力不再相等，這和考生在高中階段所接觸到的模型輪質(zhì)量不計，同一根繩子拉力處處相等，形成鮮明的反差.從選項設(shè)置來看，不同選項只是系數(shù)不同而已，因此所有選項的量綱都一樣，不能用量綱來解決本題，只能用一定的方法來計算，就要求考生有較強(qiáng)的推理能力、分析和解決物理問題的能力.

解析：

方法1：試題與平時接觸模型不同的原因是滑輪有質(zhì)量，因此不妨假設(shè)滑輪質(zhì)量為零，這樣兩邊繩子的拉力就相等了，且可設(shè)m1>m2.

對于m1滿足m1g-T=m1a

對于m2滿足T-m2g=m2a

解得

故選項C正確.

方法2：從選項的設(shè)置來看，倘若假設(shè)m=m1=m2，這樣選項容易化簡且系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時兩邊繩子拉力相同，T=mg.故選項C正確.

圖1

【例2】(2010年高考福建卷第18題)物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計算才能驗證，有時只需通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確.圖2所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為R1和R2的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為q(q>0)，而且電荷均勻分布.兩圓環(huán)的圓心O1和O2相距為2a，連線的中點為O，軸線上的A點在O點右側(cè)，與O點相距為r(r

圖2

分析：本題考查物理學(xué)方法的使用，本題利用等效法、特殊值法和微元法綜合分析比較方便.

解析：

【例3】(2009年高考北京卷第20題)圖3所示為一個內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電荷量為σ.取環(huán)面中心O為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設(shè)軸上任意點P到O點的的距離為x，P點電場強(qiáng)度的大小為E.下面給出E的四個表達(dá)式(式中k為靜電力常量)，其中只有一個是合理的.你可能不會求解此處的場強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達(dá)式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為

圖3

解析：本題考查考生對物理知識的理解和應(yīng)用，可應(yīng)用假設(shè)法與極限法來解，即當(dāng)R1=0時，對于A選項而言E為負(fù)值，此時帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面，中心軸線上一點的電場強(qiáng)度E>0，故A選項錯誤.當(dāng)x=0時，此時要求的場強(qiáng)為O點的場強(qiáng)，由對稱性可知EO=0.對于C選項而言，x=0時E為一定值，故C選項錯誤.當(dāng)x→∞時E→0，而D選項中E→4πrσ，故D選項錯誤.所以正確選項只能為B選項.當(dāng)然，本題也可利用量綱排除A，C兩項，具體筆者就不贅述了.

最后，此類問題本身是一個科學(xué)問題，考查考生的科學(xué)探究能力，體現(xiàn)新課程改革的理念.只有在物理教學(xué)中不斷實踐新課程改革的理念，從知識與技能、過程與方法，情感態(tài)度與價值觀三個維度培養(yǎng)學(xué)生，才能進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，才能切實提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，才能從“根兒”上解決此類問題.