如何正确审题

2012-01-23 08:27林辉庆
物理通报 2012年5期
关键词:斜面磁铁审题

林辉庆

(杭州市余杭高级中学 浙江 杭州 311100)

所谓审题,就是认真、仔细、反复地阅读题目,建立题目情境,明确待求解的问题,找出有用信息及其与待求解问题之间关系的过程.

培养学生的审题能力,既是应试的需要,也是学生日后生活和工作的需要.在生活和工作中,会遇到各种各样的问题,需要分析和明确问题的实质,从问题背景中寻找有用信息,探求解决问题的方法.

审题能力是一种综合性的能力,它与多方面的因素有关.要能正确快速地审题,需要解题者有认真细致的阅读习惯,有较强的阅读理解能力,对物理现象、概念、规律有深刻的理解,还要有良好的思维品质.审题能力的提高有赖于相关能力的综合发展,有待于大量的反思性审题实践.但从审题过程本身看,注意下面几点,有助于正确快速地审题.

1 理解关键词语

所有题目总是通过语言叙述、图形、图表和图像等形式给出问题情境、已知条件和待解决的问题.有很多学生在审题时,只注意那些给出具体数值或者物理量符号的已知条件,而对另外一些叙述性语言,特别是一些关键词语不够敏感,从而造成解题困难或错误.当学生对一个题目百思不得其解而请教他人时,在交流过程中突然明白了问题所在,大多是审题时没有注意到题目中的关键词语.

【例1】如图1所示,条形磁铁从位置1开始沿被固定的超导体环轴线,到达位置2(两位置关于环对称),下列判断正确的是

A.从1到2的过程中电流方向发生了变化

B.从1到2的过程中电流方向未改变

C.磁铁在环左侧时受环的磁场力向左

D.磁铁在环右侧时受环的磁场力向左

图1

解析:很多学生用楞次定律很快判断出,磁铁在环的左侧时,感应电流为左视逆时针方向;磁铁运动到环的右侧时感应电流为左视顺时针方向,从而判定答案为选项A,C,D.这里学生没有注意到“超导体环”和“两位置关于环对称”这两个关键条件.由于是超导体环,磁铁即使运动到环处停止不动,环中的电流也不会消失;当磁铁运动到环的右侧,在环中产生的感应电动势与电流方向相反,环中的电流仍保持原来的方向,大小不断减小;由对称性,磁铁运动到2位置时,电流刚减小到零.这样就能判断出正确答案为选项B,C.

物理题目中的关键词语主要包括对研究对象、物理过程、物理状态的关键性描述和界定.如题目中经常出现的“缓慢”、“迅速”、“匀速”、“足够长”、“至少”、“至多”、“恰能”、“光滑”、“粗糙”、“ 水平”、“竖直”等词语.正确审题需要增强对关键词语的敏感性,并正确理解关键词语的意义.

2 挖掘隐含条件

题目给出的信息,有些是明显、直接的有用条件,有些与待求解的问题关系较为隐蔽间接,需要分析甚至推理才能成为有用条件.不挖掘出这些隐含条件,会使解题条件不足,陷入困境.

【例2】给你一把游标卡尺和一个完好的滑动变阻器,请设计方案估测变阻器中电阻丝的电阻率.

【例3】如图2所示,光滑斜面与水平地面成一定角度.一物体从斜面底端以速度v沿斜面上滑,经时间t,回到斜面底端的速度为-3 m/s.物体上滑时的加速度为a,则t和a可能是

A.t=3 s,a=1 m/s2

B.t=3 s,a=2 m/s2

C.t=2 s,a=-3 m/s2

D.t=0.5 s,a=-12 m/s2

图2

解析:题目中,物体沿“斜面”运动,隐含着物体的加速度小于g;斜面“光滑”,隐含着物体向上运动与向下运动的加速度相同;物体回到斜面底端的速度为“-3 m/s”,隐含着沿斜面向上为正方向.由这些隐含条件和运动学知识,就能判断出答案为选项C.

一些题目的必要条件,常隐含于研究对象、物理现象的事实中,隐含在物理模型的理想化条件中,隐含在图形、图表和图像中.如“地球同步卫星”,隐含着卫星运动的角速度和周期与地球自转的角速度和周期相等,卫星的轨道在地球的赤道平面上.“电场中的导体”,隐含着它是等势体,内部场强处处为零.“单摆”隐含着摆线的伸长和质量忽略不计,摆球看作质点.图像上的截距、斜率和各点的坐标值等都是可利用的隐含条件.

3 排除无关信息

在一些有具体情景的题目中,给出了大量的背景信息,有用的信息隐藏在背景信息中.我们不要因为题目的长度和庞杂的信息而感到畏惧,要根据问题的实质,选择合适的物理模型,然后根据模型剔除无关信息,提取有用信息,确立解题思路.

【例4】杭州至上海高铁客运线于2010年11月正式通车.在这条专线上运行的“和谐号”动车组最高时速近420 km,平均时速350 km,均创世界第一.杭州至上海的运行时间由原来的2个多小时缩短至40 min左右.动车组某次进站前、后一段时间内的v-t图像如图3所示.问:

(1)杭州至上海的路程约为多少?

(2)这次停站增加的运行时间为多少?

图3

解析:题目给出了很多背景信息,如“杭州”、“上海”、“ 2010年11月”、“和谐号”,还有一些速度值和时间值(包括图像中的).第(1)小题适用的模型是质点以平均速度做匀速运动,只要“平均时速350 km”和“40 min左右”这两个条件,就能求出杭州到上海的路程.第(2)小题适用的模型是,质点匀减速运动到停止,一段时间后再匀加速运动到原来的速度.由v-t图像中的信息就能求出动车组停站增加的运行时间.

4 根据题意作示意图

边读题,边作示意图,把一些重要条件标注到图上,更能仔细地审查题目条件,减少思考过程中的记忆负担.根据题意作出示意图,把抽象的文字表述翻译成直观的图形表述,有利于整体把握问题情境,能在图形上直观“操作”并思考推理.另外,有些时候作图本身就是解决问题的方法.

【例5】在xOy坐标平面的第Ⅰ象限,左边界与y轴重合,下边界与x轴重合的一个矩形区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场.不计重力的带电粒子质量为m,电荷量为q,从y轴上坐标为(0,L)的P点,向第Ⅰ象限与y轴负方向成30°的速度v射出,经磁场偏转后,从坐标原点O沿x轴负方向飞出.求磁场的磁感应强度B的大小.

解析:一般地,粗读题目后会作出图4(a).考虑到带电粒子在匀强磁场中做圆周运动,如果轨迹全部在磁场中,从P点到原点O的运动情况应该如图4(b)所示;带电粒子通过坐标原点O的速度不会沿x轴负方向.再仔细阅读题目,理解了“矩形区域”的含义,作出图4(c)所示题目要求的情况,问题就可迎刃而解.

图4

在这里,审题的过程就是作图的过程,作图又促使我们更仔细地审题;同时作图就是建立问题情境寻找解题思路的过程.作好了符合题目要求的图形,解题思路也就明确了.

5 克服思维定势

由于平时做了很多题,对一些常见题型和常见情境十分熟悉.在阅读题目时,看到某些字、词和图形,容易联想到自己熟悉的题型和情景,从而错误地理解了题意.例如,一看到与入射光线有关的角度,就以为是入射角;一看到粒子的质量为m,就以为要考虑粒子的重力;一看到貌似“竖直”的图形,就以为图示的装置是处于竖直平面内的.

【例6】(2010年高考浙江卷第22题)在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动,到B点后水平滑出,最后落在水池中,如图5所示.设滑道的水平距离为L,B点的高度h可由运动员自由调节(取g=10 m/s2).求:

(1)运动员到达B点的速度与高度h的关系.

(2)运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为多大.对应的最大水平距离smax为多少.

(3)若图中H=4 m,L=5 m,动摩擦因数μ=0.2,则水平运动距离要达到7 m,h值应为多少?

图5

解析:有很多考生在解本题时,把第(2)小题中的“水平距离”和第(3)小题中的“水平运动距离”,习惯性地理解为平抛的水平距离,造成第(2)小题错解、第(3)小题无法求解.平时的练习,多次接触平抛运动水平距离问题,导致考生没有注意“由静止出发”到“最后落到水池中”的含意.

对貌似熟悉的题目,更要提高警惕,仔细审题,以求正确理解题目情境、已知条件和待求解的问题.

6 结语

总之,在审题中,人们容易感知给出具体数值或者物理量符号的已知条件,而对一般的叙述性语言不够敏感;容易重视显性的、与待求解问题有直接关系的条件,而忽视较隐含的、与待求解问题关系间接的条件;容易迷失于庞杂的背景信息中,而找不出有用信息;容易沉迷于抽象的文字描述而建立不起直观的物理情境;容易被原有的经验所误导而发现不了题目的新情况.所以审题时注意理解关键词语,挖掘隐含条件,剔除无关信息,作出示意图,努力克服思维定势,能帮助我们正确迅速地审题.

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