【摘要】高考作為我國(guó)教育評(píng)價(jià)的重要手段，其評(píng)價(jià)體系對(duì)于高中物理教學(xué)和考試具有重要指導(dǎo)意義．為適應(yīng)新高考的要求，高中物理情境類的試題越來(lái)越多，本文通過(guò)對(duì)情境類試題的解題過(guò)程的分析和總結(jié)，提出模型化解題的方法，旨在幫助學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)高考物理情境題．

【關(guān)鍵詞】高中物理；情境題；解題技巧

高考評(píng)價(jià)體系提出了要通過(guò)創(chuàng)設(shè)有價(jià)值的物理問(wèn)題情境，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中，能夠判斷學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成水平，從而起到選拔符合要求的人才的作用．

1 情境題模型化解題策略

1.1 理解題目情境

情境類試題中，大多數(shù)涉及了生活實(shí)際問(wèn)題和社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，在解題前，要認(rèn)真閱讀題目，理解題目所給的各種信息，明確題目所描述的物理情境和問(wèn)題．

1.2 建立物理模型

根據(jù)題目所描述的情境，建立相應(yīng)的物理模型，如板塊模型、傳送帶模型和遠(yuǎn)距離輸電模型等．同時(shí)，要關(guān)注題目中的關(guān)鍵詞和限制條件，為后續(xù)解題打下基礎(chǔ)．

1.3 運(yùn)用物理規(guī)律并模型化解題

根據(jù)所建立的物理模型，選擇相應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行解答．通過(guò)對(duì)物理情境和問(wèn)題的總結(jié)，可以將一些常見(jiàn)的物理情境題進(jìn)行模型化處理．例如，可以總結(jié)出一些常見(jiàn)的題型和解題方法，如彈簧問(wèn)題、碰撞問(wèn)題等，這些模型化的解題方法能夠幫助學(xué)生更快地找到解題思路，提高解題效率．

2 “定桿”模型和“動(dòng)桿”模型處理生活中的平衡問(wèn)題

例1 如圖1的吊車，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖2所示，桿AB固定于平臺(tái)上且不可轉(zhuǎn)動(dòng)，其B端固定一光滑定滑輪；輕桿CD用鉸鏈連接于平臺(tái)，可繞C端自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其D端連接兩條輕繩，一條輕繩繞過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物，另一輕繩纏繞于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸O上，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的牽引控制重物的起落．某次吊車將重物吊起至一定高度后保持靜止，此時(shí)各段輕繩與桿之間的夾角如圖2所示，其中兩桿處于同一豎直面內(nèi)，OD繩沿豎直方向，γ = 37°，θ = 90°，重力加速度大小為g，試求AB桿和CD桿受到繩子的作用力大小.

解析 如圖3所示，兩個(gè)力T所作力的平行四邊形為菱形，根據(jù)平衡條件可得T=mg，根據(jù)幾何關(guān)系可得α+β=53°，對(duì)角線為F桿，則AB桿受到繩子的作用力大小為F桿=2Tcos53°2=2mgcos53°2

根據(jù)題意，D端連接兩條輕繩，兩條輕繩的力不一定大小相等，且CD桿用鉸鏈連接，為“動(dòng)桿”，桿的作用力沿著桿的方向，水平方向，根據(jù)F′桿cos53°=Tcos37°=mgcos37°，解得F′桿=43mg.

點(diǎn)評(píng) 桿AB固定于平臺(tái)上且不可轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于“定桿”模型，平衡時(shí)，桿AB兩端受力不一定沿著桿的方向；桿CD用鉸鏈連接于平臺(tái)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于“動(dòng)桿”模型，平衡時(shí)，桿CD兩端受力一定沿著桿的方向．本題將一個(gè)實(shí)際生活情境合理轉(zhuǎn)化為高中物理中學(xué)過(guò)的“定桿”模型和“動(dòng)桿”模型，結(jié)合平衡條件進(jìn)行求解．

3 用電磁感應(yīng)模型處理航母電磁彈射問(wèn)題

例2 我國(guó)第三艘航母福建艦已正式下水，如圖4所示，福建艦配備了目前世界上最先進(jìn)的電磁彈射系統(tǒng)．圖5是一種簡(jiǎn)化的電磁彈射模型，直流電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C，兩條相距L的固定光滑導(dǎo)軌，水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)將一質(zhì)量為m，電阻為R的金屬滑塊垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與兩導(dǎo)軌接觸良好．先將開(kāi)關(guān)K置于a讓電容器充電，充電結(jié)束后，再將K置于b，金屬滑塊會(huì)在電磁力的驅(qū)動(dòng)下加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后滑離軌道．不計(jì)導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，忽略空氣阻力，求金屬塊在軌道上運(yùn)動(dòng)的最大速度.

解析 金屬滑塊運(yùn)動(dòng)后，切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)電容器電壓與滑塊切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，滑塊速度不再變化，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度達(dá)到最大，設(shè)金屬滑塊加速運(yùn)動(dòng)到最大速度時(shí)兩端電壓為U，電容器放電過(guò)程中的電荷量變化為Δq，放電時(shí)間為Δt，流過(guò)金屬滑塊的平均電流為I，在金屬塊滑動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)量定理得BILΔt=mv，由電流的定義Δq=IΔt，由電容的定義C=ΔqΔU，電容器放電過(guò)程電荷量變化為Δq=CΔU，ΔU=E－U，所以BLC（E－U）=mv，金屬滑塊速度最大時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得U=BLv，聯(lián)立解得v=BLCECB2L2+m.

點(diǎn)評(píng) 本題將福建艦的電磁彈射系統(tǒng)這樣復(fù)雜的科技問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖5所示的學(xué)生熟悉的電磁感應(yīng)模型，通過(guò)分析模型發(fā)現(xiàn)，電容器的充放電過(guò)程給艦載機(jī)提供初速度，降低了試題的難度．歷年高考物理試卷中頻頻出現(xiàn)真實(shí)情境類的試題，目的就是要讓考生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決日常生活或工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，把較復(fù)雜的實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為熟悉的物理模型，提升了學(xué)生解決問(wèn)題的能力和對(duì)物理學(xué)的濃厚興趣．

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)高考評(píng)價(jià)體系指導(dǎo)下高中物理情境題模型化解題策略的探討，提出了一套有效的解題方法．通過(guò)對(duì)解題過(guò)程的分析和總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)情境題具有一定的規(guī)律性和可操作性，通過(guò)建立物理模型、運(yùn)用物理規(guī)律、模型化解題等方法，能夠幫助學(xué)生更快地找到解題思路，提高解題效率．隨著高中物理教學(xué)的不斷發(fā)展和高考改革的不斷深入，情境題在高考中的比重將會(huì)越來(lái)越高．因此，情境題的解題方法將會(huì)成為高中物理教學(xué)和考試的重點(diǎn)之一．未來(lái)，可以通過(guò)更加科學(xué)的方法對(duì)情境題進(jìn)行分類和總結(jié)，探索更加有效的解題方法，為高中物理教學(xué)和考試提供更加有力的支持．

【本文為江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度一般課題《從情境到模型--高中物理模型化審題的實(shí)踐研究》的研究成果，課題立項(xiàng)號(hào)C-c/2021/02/211】