物理交叉学科习题解题思路

王艳君

摘要： 在新课程标准的背景下，讨论如何提升初中学生多学科交叉题型解题能力，是教学中很重要的工作，也要求老师在这方面多进行训练。具体题目要具体分析，在解题思路的训练中，强化“控制变量”的思想，是凸现主要矛盾，找准分析要点，进行综合分析，以及提高学生解题、老师分析题能力的重要手段之一。

关键词： 交叉学科物理试题控制变量

现借《数理化解题研究》杂志11期绳长建老师的《例谈初中物理解题》一文的几道题，进行“控制变量”的思路分析，并提出拙见。

一、该文第一部分例二，是一道情境创设得很好的题。

如图，等臂杠杆两端挂有体积相等、质量相等的空心铁块和铜块，它们在水平位置平衡。现把铜块和铁块分别同时浸没在盛有硫酸铜溶液中，则发现杠杆：（？摇？摇）

A.A端下沉？摇？摇B.B端下沉？摇？摇C.先A端下沉，后B端下沉？摇？摇D.仍平衡

它很好地交叉了理、化两门学科的杠杆、浮力、同一直线上力的合成问题，以及置换反应等问题。该文的解析结论也是对的，可解析过程中的要点没把握好。

从“控制变量”的角度来看，先假定不发生化学变化，那么液体密度、排开液体体积相等，重量也不变，则浮力也相等，在T=G-F■条件下，T■=T■。杠杆仍平衡。

实际上，铜块和铁块在硫酸铜溶液中，铜不参与化学变化，但铁和硫酸铜溶液要起置换反应。Fe+CuSO■=FeSO■+Cu↓，而析出的铜是要依附在悬挂的铁块上的。并且铁的相对原子质量56，铜为64，这样下去，原悬挂的铁块在置换反应后总重量是要增加的。这是影响实验结果的主要原因。尽管置换后的铁的密度小于铜的密度，造成体积的变化，进而影响浮力减小，但这绝对不是主要的，我在实验中也几乎测不出体积有什么变化。那么依T=G-F■计算分析，铁块挂的那端杠杆拉力增大，才导致这端下沉。

所以说，该文原编者在这里的解析上认为“铁块体积不断减小，所受浮力不断减小”的分析，显然疏忽了铜会依附于铁块上这一关键问题，搞错了本题要分析的主要变量。若采用控制变量的思路，则有助于学生分析能力的提高。

二、该文第三部分例3，也是选了一个很好的示例，全面考查了浮力、密度、二力平衡及中和反应等知识点的综合运用能力。

如图所示，弹簧秤的示数为5牛（应加物体浸没在硫酸溶液中），

现向硫酸溶液中滴入少量的氢氧化钡溶液，问弹簧秤的示数将（？摇？摇？摇？摇）

A.大于5牛？摇？摇？摇？摇B.小于5牛？摇？摇？摇？摇C.等于5牛？摇？摇？摇？摇D.无法确定

其解析也很精要：T=G-F■，而硫酸溶液中滴入少量氢氧化钡溶液会发生中和反应：H■SO■+Ba（OH）■=BaSO■↓+2H■O。不难看出，反应后该溶液的密度将减小，浮力将减小，依：T=G-F■，T将增大。

要是这解析中加入“控制变量”的思路就将更加清晰和完美了。即：若浸没在硫酸溶液中的物体不会和硫酸发生化学反应，导致体积、质量不变化时，以上解析才是正确的。若会反应，要依反应后物体体积、质量发生的变化继续分析，才能得出正确的结论。所以，本题作为例题的命题不够严密，而且在解析时，编者也未予以指出分析。

所以，本题还应加入条件：所挂物体不会和硫酸发生化学反应。

三、该文第三部分例9，也是一道学科知识交叉的题，涉及了摩擦、熔点等问题，更重要的是引导学生思考“环保”和针对目前实际的具体情况具体分析，等等。

题目：“冬天，下雪天路滑，为了减少交通事故的发生，人们经常采用下列两种方法：一是在马路上撒煤渣，二是在雪地上撒盐，这是为什么？”

我读后认为，其解析部分作为学生的回答，是可以的。但从老师的角度来分析，来研究，要更深更广地看问题，才能达到“指导和研究”的目的。

从“控制变量”的角度，要区分好北方冬天、南方冬天，以及一般路面、高速公路等具体情况，需选用最佳的方法。比如：冬天的北方，冰雪厚，路面硬，天气冷，要想用撒盐的方法，来降熔点化雪，恐怕不行，撒煤渣的效果也许更好。

更何况现在公路运输发达，干线和高速公路上车流量极大，在它们的碾压下（机械能也会转化为内能），雪是不会积得太厚的。尤其在我国中部、南方等地，用扫雪车效果会更好。若撒煤渣，反倒会成为高速公路的行车，新的不安全因素。

当然，老师还要提一下，撒盐过多，开春化雪后，盐渗入公路两侧的土地中，对环境的破坏作用很大。