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借我借我一双慧眼吧

借我借我一双慧眼吧中学物理会经常设置一些不同类型、不同层次、不同深度的陷阱,这些陷阱是命题者专门针对学生认知上的片面性、经验上的局限性、思维上的缺陷性等而设置的,它们具有较大的迷惑性、较好的隐蔽性、较强的引诱力,学生稍有不慎便会中计而误入陷阱。

因此在学习物理的过程中要练就一双发现的慧眼,识别陷阱,冲出陷阱,获得新知,优化思维,提升能力。

一、理解概念,回避陷阱概念不清,思维就容易混乱,命题者会利用这一弱点设置陷阱,从而导致学生判断、推理或理解错误。

只有透彻理解概念的本质特征,明确概念形成的过程,并在应用中将认识深化,才能灵活运用,避开陷阱。

例1.如图1所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳,在甲、乙两种情况中,经过相同的时间t (船未碰撞),小孩所做的功分别为1W 、2W 及在时间t 内小孩拉绳的功率分别为1P 、2P 的关系为( )A.21W W >,21P P =B.21W W =,21P P =C.21W W <,21P P <D. 21W W <,21P P =陷阱:小孩在两种情况下受力相同,加速度相同,位移也相等,小孩所做的功相等,错选B 。

正解:本题关键要理解“小孩所做的功”这一概念,其本质是拉力做力,该力在甲情况下是指对自身做功,在乙情况下除对自身做功外,还对另一小船多做了功,故选C 。

二、明确条件,绕开陷阱命题者习惯根据学生不注意公式的适用条件,盲目套用公式,故意伪装设置陷阱来加深对公式的理解。

我们在运用公式时,要明白公式的适用条件及适用范围,从而绕开陷阱。

例2.如图2所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n 1:n 2=4:1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R 相连组成闭合回路。

当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速向右作切割磁感线运动时,安培表A 1的读数是12毫安,那么安培表A 2的读数为( )A .0B .3mAC .48mAD .与R 值大小无关陷阱:学生会直接代入变压器公式而错选C 。

正解:变压器只对变化的电压电流才能适用,本题直导线在匀强磁场中匀速切割磁感线,原线圈中产生恒定电流,副线圈中不会产生感生电流,故A 选项正确。

三、正确建模,识别陷阱我们在分析物理问题时习惯上建立物理模型来帮助求解。

命题者会故意设置已建过的模型或相似的模型,造成假象,使学生误入歧途。

我们要置身其中,认真分析,依据题意构想出一幅清晰的物理场景,并尽可能画出来,最好转化为图象或公式。

例3.如图3所示,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑水平地面上,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A .垂直于接触面,做功为零B .垂直于接触面,做功不为零C .不垂直于接触面,做功为零 R A 1 A 2 v A B n 1 n 2图 2 图 1图 3 a b 图 4N SD .不垂直于接触面,做功不为零陷阱:不做分析认为斜面静止,或认为只要支持力垂直于接触面就不做功,错选A 。

正解:由于地面光滑,物块沿斜面下滑的过程中斜面体向后退,建立如图4所示的物理模型,再根据功的定义式选出答案为B ,进一步分析还可知斜面对物块做负功,物块对斜面做正功。

四、联系实际,发现陷阱在运用物理规律解决实际问题时,有时物理情景与现实情况是不同的,故命题人设陷阱导致学生陷入。

平时的教学中要培养学生善于观察生活现象,深刻理解物理学本质,将理论与实际相结合,发现陷阱所在。

例4.汽车以10m/s 的速度行驶5分钟后突然刹车,设刹车过程做匀变速运动,加速度大小为5m/s 2,则刹车后3秒钟内汽车的位移是多少?陷阱:学生从纯数学角度列公式2021at t v x +=,将s m v /100=,2/5s m a -=,s t 3=代入,求出m x 5.7=,很显然结果与物理事实是不相符的。

正解:刹车后汽车做单方向的减速运动,最终会停下,不会倒退。

先判断出汽车运动的总时间,由速度公式at v v t +=0,算出汽车运动2s 就停下来了,再将s t 2=重新代入上式,求出汽车运动的距离为10m 。

五、排除干扰,观察陷阱学生抗干扰能力差,命题者根据这一特点设置一些与解答本题没有关系或多余无用的干扰因素,让它来分散学生的注意力或将学生的思维吸引到次要问题上,诱使学生上当,落入陷阱。

我们平时要养成认真审题的习惯,看清每道题目给予的条件、问题与要求,特别要抓住关键词,提取解题的有效信息,确定解题的方向及方法。

例5.如图5所示,两个三角形物块A 、B 叠放在竖直的轻弹簧上,靠着粗糙的竖直墙壁放置,用力F 将物块竖直向下缓慢压一小段距离,然后又缓慢撤去力F ,A 、B 恢复静止状态,整个过程中弹簧始终保持竖直,则力F 撤去后( )A .弹簧的弹力大小等于两物块的总重力B .墙壁对A 有竖直向下的静摩擦力作用C .B 对A 的作用力大小小于A 的重力大小D .B 受到A 沿接触面向下的静摩擦力作用陷阱1:墙壁粗糙,误选B ;陷阱2:B 对A 的作用力误认为是B 对A 的支持力,选C 。

正解:本题关键是撤去力F ,A 、B 恢复静止,系统处于平衡状态。

研究整体得选项A 正确,墙壁与物体A 之间无相互作用力;隔离A 可知,B对A 的作用力是B 对A 的垂直向上支持力和沿接触面向上的静摩擦力的合力,其大小等于A 的重力大小,选项C 错;由牛顿第三定律得选项D 正确。

六、挖掘隐含,探寻陷阱物理试题有许多题存在隐含条件,常使学生深感条件不足而陷于一筹莫展的境地,这恰好给了命题者设置陷阱的机会。

在平常解题中要养成仔细审题,分析推敲关键词语,如“最多”、“至少”、“刚好”、“缓慢”、“瞬间”,从物理模型、物理现象、物理过程、物理变化和临界状态中去探寻、挖掘隐含条件的良好习惯。

例6.如图6所示,倾角30°的光滑斜面上,并排放着质量分别是m 1=10kg 和m 2=2kg 的A 、B 两物块,一个劲度系数k =400N/m 的轻弹簧一端与物块B 相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态,现对A 施加一沿斜面向上的力F ,使物块A 沿斜面向上作匀加速运动,已知力F 在前0.2s 内为变力,0.2s 后为恒力,g 取10m/s 2,求F 的最大值和最小值。

图 5 30° A B F图 6陷阱:挖掘出0.2s 是A 、B 两物块分离的瞬间,两物体间相互作用力为0。

但其中隐含两个陷阱,一是误认为A 、B 两物块分离的瞬间弹簧在原长位置,二是误认为此时两物块处于平衡状态。

正解:初态物块静止,弹簧压缩x 1,m kg m m x 15.030sin )(0211=+=;0.2s 末A 、B 两物块即将分离,弹簧压缩x 2,研究B 得a m g m kx 202230sin 21=-;在前0.2s 内物块做匀加速运动,22121at x x =-,解得m x 05.02=,2/5s m a =。

研究整体得a m m g m m kx F )(30sin )(21021+=+-+,分析可知t =0s ,弹簧形变量最大,F 最小,N F 60min =;t =0.2s ,弹簧形变量最小,F 最大,N F 100max =。

七、分析过程,跳过陷阱 一个物体的运动过程比较复杂,陷阱通常设在过程的衔接处,学生不习惯分析过程,特别会忽略发生突变的情景。

平时教学中要指导学生分析物体受力情况,把复杂的物理过程分解为简单的过程,抓住各个过程之间的联系,尤其是转折点及突变处,再利用相应公式、定律列出数学方程求解。

例7.如图7所示,在一根不可伸长的细线上系一个质量为m的小球,当把小球拉到使细线与水平面成θ=30°角时,轻轻释放小球。

不计空气阻力,试求小球落到悬点正下方的B 点时细线对其的拉力。

陷阱:误认为物体从位置A 开始就绕悬点O 做圆周运动,忽视了细绳由拉直到绷紧的突变过程,算出错误结论为mg 4。

正解:设绳长为l ,小球经历三个过程,如图8所示,第一过程小球只受重力做自由落体运动,直到细绳拉直,满足2121mv mgl =;第二过程是发生突变的过程,小球在绳的拉力作用下由竖直向下运动变为沿切线方向运动01230cos v v =;第三过程小球绕O 做圆周运动,222302121)30sin (mv mv l l mg -=-;在B 点lv m mg F F n 23=-=,求得拉力mg F 5.3=。

八、探究规律,揭示陷阱物理规律是中学物理知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。

有的规律很明显,有的规律却隐含在其中,命题者习惯利用这一点设置陷阱。

我们要让学生通过亲身体会,理解物理概念,探究物理规律的来龙去脉,让学生在理解的基础上,熟练地应用规律去分析问题和解决问题。

例8.如图9所示,悬挂在小车支架上的摆长为l 的摆,小车与摆球一起以速度v 0匀速图 8 Bv 2′ 图 7A B向右运动.小车与矮墙相碰后立即停止(不弹回),则下列关于摆球上升能够达到最大高度H 的说法中,正确的是( )A.若gl v =0,则l H 21=B.若gl v 20=,则l H =C.若gl v 40=,则l H 2=D.当v 0很大时,可以使上升的最大高度g v H 220> 陷阱:学生会认为摆球上升最大高度时速度一定为0,直接运用动能定理选A 、B 、C 。

正解:摆球在竖直平面内做圆周运动,遵循的规律分为三种情景。

第一种当glv 20≤时,摆球在圆心下方摆动,最高点速度为0,上升的最大高度gv H 220=;第二种当gl v 50≥时,摆球在竖直平面内做完整的圆周运动,上升的最大高度l H 2=;第三种当gl v gl 520<<时,摆球能运动到圆心上方,再继续上升到某一位置时细绳松驰,摆球做斜抛运动,在最高点有水平方向速度,上升的最大高度gv H 220<,故本题选A 、B 。

九、克服定势,冲出陷阱在长期的训练过程中学生会形成某种思维定势,这对学生的解题能力是有用的,但也制约了学生思维的发散性。

命题者会利用学生已有的知识经验、已有认知策略等来设计一些陷阱,学生特别容易上当。

我们培养学生对自己的解题思路、解题模式有全面的定位和清晰的认识,要在已有知识的基础上自觉地、主动地向外延伸,追求更高层次的认知结构。

例9.如图10所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S =1.15m ,两导轨间距L =0.75 m ,导轨倾角为30°,导轨上端ab 接一阻值R =1.5Ω的电阻,磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。

阻值r =0.5Ω,质量m =0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热J Q r 1.0=。

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