“五步法”突破高考物理综合计算题

◇ 山东 王业红

高考命题关注学生“学科素养”和“学习能力”的考查,体现“立德树人”的理念.高考物理中的计算题是力、电、磁的综合,考查的知识点多、物理规律多、研究对象多、运动过程复杂,是对学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题能力的全面考查,这些都是高考物理要考查的学生必备能力.笔者从以下5个方面讨论面对复杂的高考计算题时,我们应如何从容应对,快速突破,希望对大家有所帮助.

1 观大局、明考点

首先要通览题目,明确本题的考点,是考查力学还是电磁场的相关内容,便于我们在头脑中迅速搜索相关的物理规律,快速找到解题的方法.

2 抓细节、挖条件

1)看清题目中的已知条件及要求,防止出现一步错步步错的连锁反应.例如：接触面是否光滑、带电粒子是否计重力、g 的取值等.

2)挖掘题目中的隐含条件：题目中的关键字眼往往是“题眼”,是解题的关键,如“恰到最高点”“恰共速”“恰不脱轨”“恰做圆周运动”“恰做匀速运动”“刚好没滑落”“刚好不相撞”等.如果在解题过程中,抓不住这些关键细节,挖掘不出这些条件,往往找不出相应的规律,导致功亏一篑.

3 分阶段、建模型

1)分阶段：高考计算题往往是多物体、多过程的力学综合题,或者是带电粒子在组合场或复合场中的各种运动(如类平抛与圆周结合),面对这样复杂的问题,我们需要沉着冷静.再复杂的问题也是由简单问题组合而成的,要学会分解问题,化繁为简,步骤如下：a)构建全过程运动情境,使之在大脑中形成整体动画；b)合理分段,分析每个过程的规律；c)找到各段的关联点,整合解题思路.

2)构建模型：物理规律是由一个个模型来体现的.解题过程就是从问题中提炼有用信息,转化为我们熟悉的图象过程,从而抽象出我们熟悉的物理模型,再运用相应的规律解决问题.

高中所学的物理模型大致分为以下几类.a)力学模型：质点、轻杆、轻绳、轻弹簧、弹簧振子、单摆等.b)电学：点电荷、平行板电容器、理想电流表、理想电压表等.c)运动过程模型,典型的有：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、自由落体运动、平抛运动、简谐运动、弹性碰撞等.d)情境模型：传送带模型、板块模型、小船过河、人船模型等.

4 找规律、写公式

不同的物理模型考查不同的知识点,对应不同的物理规律,我们要依据题目中提供的不同物理情境,构建不同的物理模型,写出相应的物理公式.

5 细思量、防陷阱

高考物理计算题陷阱较多,主要有以下几种.1)阅读陷阱：题目篇幅长、情境新,提炼不出主要信息,甚至把无用的信息当有用的信息来研究,导致无法作出正确的解答,或耗费大量时间.2)乱用模型.任何结论、规律或模型,都有一个适用范围,认清条件再解题,不能张冠李戴.3)多解性问题.由于运动的周期性、对称性等,出现多解问题.4)计算过程代入的物理量受干扰条件影响,如刹车类陷阱.5)计算结果的表达方式要求.如结果保留几位有效数字、保留几位小数等.

下面以2019年全国卷Ⅰ计算题为例说明如何应用以上5个步骤来解题.

当污染羽水位较深时，可以采用灌注处理带式PRB结构[31]，其结构示意图如图5所示.这种结构通过注射井把处于溶解状态的反应介质注入到含水层当中，注入的溶剂溶解于含水层中形成处理带，当污染羽流与处理带接触时，污染物与反应介质发生反应从而使污染物得以去除[32].灌注处理带式PRB结构常用于处理水位较深的地下水修复，但其受工程地质条件和地下水环境影响较大，而大多数受污染的尾矿地区工程地质条件复杂，限制了它的应用.

图1

(1)求物块B 的质量；

(2)在图1-乙所描述的整个运动过程中,求物块A 克服摩擦力所做的功；

(3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等,在物块B 停止运动后,改变物块与轨道间的动摩擦因数,然后将物块A 从P 点释放,一段时间后物块A 刚好能与B 再次碰上.求改变前后动摩擦因数的比值.

联立上式即得mB＝3m.

(2)设物块A 在倾斜轨道下滑过程中克服摩擦力做的功为Wf1、位移为s1,返回到P 点的过程中克服摩擦力做的功为Wf2、位移为s2,P 点的高度为h,由动能定理得A 下滑过程：

A 上滑返回P 点过程：

又由Wf＝fs,可得Wf1∶Wf2＝5∶1.

(3)设倾斜轨道倾角为θ,物块与轨道间的动摩擦因数改变前为μ1,改变后为μ2,B 在水平轨道上滑行的位移为s0.由动能定理得B 碰撞后的过程有,B 停止运动后,A 再次与B碰撞前的过程有mgh－μ2mgcosθ·s2－μ2mgs0＝0,Wf2＝μ1mgcosθ·s2,解得

由于高考物理综合计算题既是高考中的重点也是难点,所以教师要引导学生学会合理构建物理模型,灵活运用“五步”解题法,从而实现完美解题.