浅谈物理题的信息处理(高三)

浅谈物理题的信息处理（高三）(湖南省浏阳市田家炳实验中学邱先奉410300电话[phone])一、隐藏信息明朗化说信息“隐藏”，其实并不“隐藏”，同样的一句话，有的同学认为很有价值，有的同学则“视而不见”。因此有的同学就会利用这个有价值的信息迅速得出结论，有的同学则最终也得不出正确答案。例1:一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于Ｏ点，小球在水平力F的作用下，从平衡位置Ｐ点很缓慢地移到Ｑ点，如图，则力Ｆ所做的功为（）A、cosmglB、sinFlC、)cos1(mglD、Fl解析：“缓慢”是关键词，因而任一时刻都可以看作是平衡态，因此F的大小不断变大，F做的功是变力功．由于小球移动过程只有重力和F这两个力做功，由动能定理不难选出正确答案。如果不能明朗“缓慢”的具体物理意义，便会认为F是恒力，得出错误答案二、图表信息文字化物理习题中有好多信息是通过图线（图表）反映出来，为了能够准确迅速地解决这些问题，很有必要有关信息转化成文字。例2:图2(a)所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力传感器相连．已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内(未穿透)，接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动．在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2(b)所示，已知子弹射入的时间极短，且图2(b)中t＝0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中(包括图)提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量(例如A的质量)及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果?此题是一道开放性试题,考查考生提取新信息、探索性分析问题和解决问题的能力。本题的新颖之处在于要求考生会从试题所给的F—t关系图中获取定量的信息，并且能够与所给的悬挂系统的运动状态对应起来，从而得到反映悬挂系统本身性质的物理量及A、B一起运动过程中的守恒量。解析：从F—t图象可知，存在F=0的时刻，因此是A、B一起运动到最高点时,向心力完全由重力提供，轻绳拉力为零。A、B一起运动到最低点时，轻绳拉力为Fm令m表示A的质量，L表示绳长，v1表示B陷入A内时即t=0的时A、B的速度（即圆弧运动最低点的速度），F1表示运动到最低点时绳的拉力，根据动量守恒定律，得1000)(vmmvm（1）在最低点运用牛顿定律得LvmmgmmF21001)()(（2）由机械能守恒定律得2100)(21)(vmmgLmm（3）图1O由图2(b)可知F1=Fm（4）由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是03mgFmm2202029mFgvmLA、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则mFgvmvmmE23)(212020210三、复杂信息简单化有些题目阅读量较大、往往包括较长的文字介绍，使问题显得很复杂；解答时需要学生自己从题目中提取有用的信息，并联系、综合已学过的知识和方法，通过推理、分析综合等思维过程，灵活地处理解答.例题3:天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr.式中H为一常量，称为哈勃常数，已有天文观察测定．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大曝炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体，现在离我们越远，这一结果与上述天文观察一致．由上述理论和天文观察结果，可估算宇宙年龄了，其计算式为，根据近期观察，哈勃常数H=3×10－2米／(秒·光年)，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为亿年．分析：对题目提供的信息整理后，可以这样处理：地球作为宇宙爆炸的中心，设某一星球以某一速度匀速运动到距地球r处，它所经历的时间即为宇宙年龄．由此我们把宇宙间各星球复杂的运动简化成一个星球的匀速运动的物理模型．所以HHrrvrT1，代人数据，可得约为100亿年．四、陌生信息熟悉化这类题大多是利用基本原理来解释涉及高科技或生活、生产实践活动中的有关现象，但在课本上又难以找到现成的答案。以此考查学生理论联系实际能力及解决问题能力.实际上这些“好象与课本知识无关”的陌生信息中，总能在课本上找到相关的理论依据的.例4、原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，原子的n=2能级上的电子跃迁到本n=1的能级时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4的能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫俄歇效应.以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子，已知原子的能级公式可简化表示为2nAEn，式中n=1，2，3…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是A、A163B、A167C、A1611D、A1613解析：原子能级跃迁中的俄歇效应，对高中生来说是全新的內容，学生需要根据自己所熟悉的玻尔理论，结合题中提供的有关俄歇效应的新信息，实现知识的迁移，才能推断出俄歇电子的动能。正确答案为（C）五、具体信息理论化为了考查学生对知识的理解能力，题目给出了某些概念和规律的具体表现形式及定性（或定量）的描述，要求学生来解释科学现象和规律，要读懂题目给出的这些信息，就应该上升到“理论”水平.例5:人类为了探测距地球约30万千米的月球,发射了一种类似于四轮小车的月球登陆探测器,它能在自动导航系统的控制下行走,每隔10s钟向地球发射一次信号，探测器上还装有两个相同的减速器（其中一个是配用的），这种减速器的最大加速度为5m/s2。某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能避开障碍物，此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表为控制中心的显示屏的数据：收到信号时间与前方障碍物距离（单位：m）9∶1020529∶103032发射信号时间给减速器设定的加速度（单位：m/s2）9∶10332收到信号时间与前方障碍物距离（单位：m）9∶104012已知控制中心的信号发射与设配工作速度极快，科学家每次分析数据并输入命令最少需3秒。问：（1）经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令？（2）假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施？请计算说明。解析：（1）地月球之间传播电磁波需时间t0=1s由题意可知：21032520tsv(m/s)控制中心9∶10∶33发出信号,探测器接收9∶10∶34探测器9∶10∶39发射信号，控制中心9∶10∶40收到从距离32m到12m，时间为10s，实际探测器又前进了20m.则2101232v(m/s)故控制中心对探测器没有控制.(2)9∶10∶43发信号,9∶10∶44收到,这时探测器距障碍物为:24210s(m)由sav220得12222a（m/s2）设定加速度a大于或等于1m/s2,即可.