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时间:2019-06-13
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1、高考物理解题思维1物理问题中的研究对象物理定律都是在特定物理现象中存在的规律性联系,而在物理教材中,这些定律都是通过对某种基本物理现象模型或过程模型的研究而建立起来的。例如,在采用图1装置配合打点计时器通过实验而得出牛顿第二定律时,过程模型的实物系统由重物C、滑板B和小车A组成,其中重物是施力物体,滑板B是支承物,需要跟踪研究的对象是小车A。最后我们得到的关系是:a=F/m在这种研究中,物理模型的实物系统包含有重物、滑板和小车三个物质构件,三个构件在过程中所扮演的角色,所处的地位是不相同的。三者中重物仅仅
2、是作为水平拉力的施力物体而存在,滑板B是支承物,它提供能与重力相平恒的支持力,全过程中滑板B的状态始终保持不变,重物C的状态虽然也有变化,但并不是当前研究中我们所要关注的方面。在整个过程中小车A扮演着一种非常特殊的角色,具有以下特点:①它是各个外来作用〔力、做功、传热或电磁的〕的承受者;②是外来作用效果的体现者,是系统中状态发生变化的主体;③在限定的问题范围内,是我们需要集中注视、跟踪研究的一个目标构件。在物理现象模型的实物系统〔或子系统中〕中象小车A这样的构件,就是通常被称为“研究对象”的构件。在多数情
3、况下,研究对象都同时具备这三方面的特征,在某些特殊情况下也可以只具备三种特征中的一两项特征。牛顿第二定律的公式中,F表示受力物体所受的外来的作用力,a反映受力物体的状态变化特征〔即外力作用效果〕,m是反映受力物体自身固有属性的量。可见这个定律就是反映受力物体所受的合外力、它的固有属性和状态变化特征三者之间规律性联系的物理定律。由于公式中的三个量都是以受力物体为描述对象,三个量所反映的特征都是受力物体所拥有的特征,因此可以说这个作为研究对象的受力物体就是三个物理量的物质载体,由此还可以说这个研究对象也是三个
4、物理量之间规律性联系〔牛顿第二定律〕的物质载体,或者可以说这个研究对象携带着牛顿第二定律所表示的一种数量关系。从此例可见,某个物理量或物理定律,公式〔数量关系〕依附于实物系统中某个特定的物质载体〔研究对象〕,反过来说就是某个特定的研究对象联系着〔或携带着〕相应的物理量、定律或公式。实际上在物理模型的实物系统或子系统中,总是有某一个构件是多个物理量的载体,也是相应规律性联系〔定律、关系式〕的载体。这个载体充当着研究对象的角色,而别的构件则仅仅充当作用施加者或某种其它条件提供者的角色,并且状态保持相对的稳定。
5、在利用图3所示的电磁感应现象模型导出感应电动势公式:E=BLv时,系统中的磁场是作用施加者,U形框是构成电流通路的条件,而截割磁感线的导体段ab则是我们集中注视的研究对象,它是磁场作用的承受者,感应电动势的出现使它获得了一种新的属性,所以它既是外来作用效果的体现者,又是系统中状态发生变化的主体。公式中共有四个量,其中E、l、v三个都是描述导体段ab特性的量。可见在本例中导体段ab既是E、l、v三个量的载体又是公式E=BLv的载体,在这个导出感应电动势公式的过程中,截割磁感线的导体段ab就是唯一的研究对象。
6、在某些情况下研究对象不一定同时具备前述三方面的特征。电阻定律R=ρL/S中,所有的量都是描述同一研究对象〔导体〕属性的量,公式所反映的是同一研究对象的特定物理属性与其它属性之间的规律性联系,这里既不涉及外来作用也不涉及研究对象状态的变化。质量与密度之间的关系m=ρV是与此相似的一种类似的关系,所反映的也是同一研究对象的特定物理属性与其它属性之间的规律性联系。匀变速运动的速度公式和理想气体气态方程如下:这两个公式的共同特点是它们所反映的都是同一研究对象的不同状态特征量之间的规律性联系,式子中没有涉及外来作用
7、,也不涉及反映研究对象固有属性的量〔如质量、摩尔质量等〕。尽管前面述及的几个公式所反映的联系在内容上可以有相当的不同,但他们都有一个共同之处,就是都以某种研究对象为载体,都和特定的研究对象相联系。只有当特定的研究对象或载体存在时,相应的定律、公式所表达的联系才得以存在,如果相应的对象或载体不存,这种联系就会因为没有必须的物质前提而不复存在。总而言之,不论在定律、公式的建立过程或是运用定律、公式解题的过程中都存在着研究对象的问题。所谓研究对象就是实物系统或其子系统中的某个特殊的构件,这个构件是多个特征量的载
8、体,也是相应规律性联系〔定律、关系式〕的载体,它总是联系着相应的一些物理量、定律或公式,是实物系统中的一种关联物体。除此之外又常常具有如下的特征:①是各个外来作用〔力、做功、传热或电磁的作用〕的承受者;②是外来作用效果的体现者,是系统中状态发生变化的主体;③在限定的问题范围内,是我们需要集中注视、跟踪研究的一个目标构件。对于动量守恒这类物理过程,其中的研究对象不是一个构件而是由两个或更多构件组成的系统。在解题思维中,不仅需要寻
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