物理學(xué)科綜合題是一種含有多個(gè)物理過程、多個(gè)研究對象、運(yùn)用到多個(gè)物理概念和規(guī)律、難度較大的題目.它的特點(diǎn)就在于知識的綜合與能力的綜合上.
綜合題的題型可以是計(jì)算、證明,又可以是選擇、填空、問答,但以計(jì)算題為多,故在此著重研究綜合計(jì)算題.
筆者以為,要能夠正確、熟練求解物理學(xué)科綜合題,首要應(yīng)是對力學(xué)綜合題及電學(xué)綜合題的解題方法及途徑要有清楚的認(rèn)識和把握,事實(shí)上很多的物理綜合計(jì)算題往往是力學(xué)綜合題、電學(xué)綜合題或力、電、熱綜合題的有機(jī)組合.
二、力學(xué)、電學(xué)綜合題求解要領(lǐng)
力學(xué)的知識總的來說就是力和運(yùn)動問題,因而它包含了兩大方面的規(guī)律:一是物體的受力規(guī)律,二是物體的運(yùn)動規(guī)律.
物體的運(yùn)動是由它的受力情況和初始條件所決定的.由于力有三種作用效果:1.力的即時(shí)作用效果——使物體產(chǎn)生加速度(a)或形變,2.力對時(shí)間的積累效果——沖量(I);3.力對空間的積累效果——功(W).所以,加速度a,沖量I和功W就是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁.
因而與上述三個(gè)橋梁密切相關(guān)的知識是:牛頓運(yùn)動定律、動量知識(包括動量定理和動量守恒定律)、功能知識(包括動能定理和機(jī)械能守恒定律),這些知識就是解決力學(xué)問題的三大途徑.
求解力學(xué)綜合題的要領(lǐng)如下:
在認(rèn)真審題、做好受力分析和運(yùn)動分析的基礎(chǔ)上,選取一個(gè)相對比較好的解題途徑.而途徑的選取,又該如何考慮呢?一般是可以如此抉擇的:
1.題目中如果要求的是始、末狀態(tài)的量,而它們又滿足守恒條件,這時(shí)應(yīng)優(yōu)先運(yùn)用守恒定律解題.
2.如問題涉及的除始、末狀態(tài)外,還有力和它的作用時(shí)間,可優(yōu)先選用動量定理.
3.如問題涉及的除始、末狀態(tài)外,還有力和受力者的位移,可優(yōu)先選用動能定理.
4.若題目要求加速度或要列出各物理量在某一時(shí)刻的關(guān)系式,則只能用牛頓第二定律進(jìn)行求解.
5.若過程中的力是變力(不能用牛頓第二定律了),而且始末動量不齊(又不能用動量定理),則惟一的解題途徑就是應(yīng)用動能定理,此時(shí)變力的功可用“p·t”求得.
解題的路子是多種多樣的,可有不同的變通和組合,也還會有別的巧妙方法,如圖象解題等.只要在實(shí)踐中積極思考,認(rèn)真總結(jié),是不斷會有所發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的.
電磁學(xué)是物理學(xué)中研究電磁現(xiàn)象規(guī)律的分支學(xué)科,高中階段電磁學(xué)的內(nèi)容包括靜電場、恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)和電磁場等方面的知識,概括起來,一是“場”,二是“路”.所謂“場”是指研究電場、磁場和它們之間的聯(lián)系以及它們對電荷的作用;所謂“路”,研究的是直流電路及交流電路有關(guān)規(guī)律.
電磁學(xué)中的“場”與“路”知識既各自獨(dú)立,又相互聯(lián)系,表現(xiàn)為“荷與場”、“場與場”間的關(guān)系,全部電磁學(xué)知識以“場”為基礎(chǔ),進(jìn)而研究“場與路”關(guān)系.在學(xué)習(xí)中要“以場帶路”、“場、路結(jié)合”.
三、物理綜合題的分類
1.以設(shè)問的內(nèi)容來劃分,可分為“遞進(jìn)式”和“并進(jìn)式”.
“遞進(jìn)式”——題目中有兩個(gè)以上的小問,所問的內(nèi)容依次深入,問題的難度依次增加,前后問間有密切的牽連,前一問解答的正確與否將直接影響到下一問的解答,這就是“遞進(jìn)式”題型.
“并進(jìn)式”——題中的各個(gè)小問的解答各自獨(dú)立,彼此并列,互不包含,互不影響,前一問做錯(cuò)了,不影響對后一問的正確解答,這就是“并進(jìn)式”題型.
2.以內(nèi)容的綜合方式來劃分,可分為“積木式”和“混合式”.
“積木式”——題目中包含著前后連貫的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理過程,各個(gè)過程都遵循本身的規(guī)律,前后過程之間又相互牽連.這就是“積木式”題型.
混合式”——題目中所描述的物理現(xiàn)象包含著幾個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的物理過程,它們交織在一起,互相聯(lián)系,互相制約,互相影響.這就是“混合式”題型.
3.以知識內(nèi)容來劃分,則可分為力學(xué)綜合,熱學(xué)綜合,電學(xué)綜合,力學(xué)與電學(xué)綜合,力學(xué)與熱學(xué)綜合,熱學(xué)與電學(xué)綜合,等等.
四、求解物理綜合題的步驟
1.審題
、倏炊}目的文句;
②弄清題目所描述的物理現(xiàn)象;
、圻x定研究對象,涉及到力學(xué)問題的,要對對象進(jìn)行受力分析(同時(shí)作受力圖);
、芤来畏智逡芯康膶ο笏(jīng)歷的前后物理過程或狀態(tài)(即力學(xué)方面的運(yùn)動分析,電學(xué)方面的電路分析與場況分析等,可同時(shí)畫出示意圖);
、菝鞔_每個(gè)過程或狀態(tài)所對應(yīng)的物理模型,所聯(lián)系的物理知識、物理量和物理規(guī)律;
、拮⒁鈱ふ页鲭[含條件,明確已知量和所求量;
⑦找出各個(gè)物理過程或狀態(tài)之間的聯(lián)系.
2.分析思考,打通解題思路
最基本的思維方法就是分析法與綜合法.
分析法是“逆流而上”,從所求量出發(fā),根據(jù)一系列的公式、定律,最終和已知量聯(lián)系起來,即所求量完全可用已知量來表示(思路通了,便可著手計(jì)算).
綜合法是“順流而下”,從題目的已知量出發(fā),根據(jù)一系列公式、定律,遞推有關(guān)物理量,最終得出所求量為止.
3.統(tǒng)一單位,如涉及力學(xué)問題還應(yīng)選定坐標(biāo)系
4.根據(jù)有關(guān)公式、定律建立方程(組)
5.代入數(shù)字解方程(組)
6.檢驗(yàn)反思
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