浅谈高考物理命题中的理论联系实际

陈金忠��

近年来高考物理强化了对理论联系实际问题的考查，题目的原型往往来自某些实际问题，提供的材料比较详尽，不是简单地已知什么，求什么，它需要考生通过阅读并从中抽象出物理内容，等效成物理模型，进行解释、说明、计算或讨论.本文着重从联系实际问题的题型分类和分析方法及教学应采取的对策谈谈笔者一些经验及体会.

1实际问题的二大类情况

物理学是一门研究物质、能量和它们相互作用的学科，它既包含对物质世界普遍而基本的规律探索，又对其它自然科学及科学技术乃至社会学科有强大的推动作用.物理和科技、生产、生活实际联系最为广泛.联系实际问题无非有两大类情况，一类与高科技或科学猜想联系，如神州号飞船，“嫦娥号”登月探测器，微波信号传送通信卫星问题，太阳主序星演化的寿命问题，光导纤维.一类与生活实际联系（如与体育和运动联系，与交通运输联系，联系人体和人类日常生活等），如跳台跳水运动员完成空中动作的时间，家用台灯电路，高速公路行车的安全距离，抗洪抢险中渡河问题，“冷光灯”问题，2014年全国Ⅰ卷的运动员在弹性蹦床上的运动，2015年全国Ⅰ卷的乒乓球发射机等.高考中联系实际问题基本为以上两大类情况.

2联系实际问题的思维方法

解决此类问题不仅要有扎实的基础知识，熟练掌握基本定律，更要具备较强的概括、抽象、转换（等效）的思想方法.联系实际的题型基本为具体的研究对象，实际的条件、过程等.分析时要将所给的信息转化为物理模型，是从具体转化为抽象的思想方法，其中包括：

（1）研究对象的转换：忽略一些次要因素，抓住问题的主要因素，而抽象成如质点、刚体、点电荷、理想气体、导体棒、单擺等.

（2）过程的转换：抽象为匀速直线运动、匀速圆周运动、类抛体运动、简谐振动、等温过程、等容过程…….

（3）条件的转换：挖掘信息中隐含的物理条件，如瞬间、光滑、轻弹簧、轻杆、细小……各表示什么条件？

重要的是考生要懂得转换，考生的思维障碍在于不会将对象、过程、条件转换.

例1图1为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变.由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2

A.若飞机从西往东飞，U1比U2高

B.若飞机从东往西飞，U2比U1高

C.若飞机从南往北飞，U1比U2高

D.若飞机从北往南飞，U2比U1高

分析思路

（1）可把机翼（研究对象）等效成导体棒；

（2）运动过程看作导体棒切割磁感线的物理过程；

（3）注意原题中北半球上空，地磁场竖直分量向下的条件，可画俯视平面图如图2，概括为导体切割磁感线电势高低判断的物理问题.

以上（a）（b）（c）（d）图已消除了空间立体想象的难点，用右手定则判断均得出左翼电势U1比右翼电势U2高，选出A、C正确选项.例2图3为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动，要使探测器改为向正x偏负y60°的方向以原来的速率v0平动，则可

A.先开动P1适当时间，再开动P4适当时间

B.先开动P3适当时间，再开动P2适当时间

C.开动P4适当时间

D.先开动P3适当时间，再开动P4适当时间

分析思路

（1）可把探测器（研究对象）当作物体系；

（2）喷气过程等效成反冲运动的过程；

（3）注意探测器已有恒定速率v0向正x运动的条件，须使x轴的动量减小12mv0，利用动量守恒定律分析既可得出正确选项A的结果.

例32012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图4（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度-时间图线如图4（b）所示.假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000 m.已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则

A.从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10

B.在 0.4 s-2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化

C.在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g

D.在 0.4 s-2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率儿乎不变

分析思路

（1）可把舰载机（研究对象）等效成质点；

（2）着舰0.4 s-2.5 s过程等效成匀变速直线运动的过程；

（3）据题意，在0.4-2.5 s时间内，飞机做匀减速直线运动，飞机受到的合力为定值F，而阻拦索的张力 F=2Tcosθ，飞机滑行过程中，绳索和水平线的夹角θ减小，cosθ增大， 则拉力T减小，A选项错误；利用填补法可得，在0-3 s时间内飞机的位移约为0-2.75 s内三角形的面积大小，即x=vt/2=103 m，所以B选项正确；在0.4-2.5 s内的加速度为a=ΔvΔt=27.5ms2=

2.75 g，所以C选项正确；据功率P=Fv可知，虽然飞机受到的拉力F是定值，但飞机的滑行速度在减小，所以阻拦系统对飞机做功的功率在减小，D选项错误.

又像双星问题的分析（a）可把双星当作质点；（b）把双星运动当作绕某一圆心角速度相同的匀速圆周运动过程；（c）注意它们之间万有引力提供向心力忽略其它星体对它们的万有引力作用的次要条件便能迅速解题.

教师在对此类问题分析上重要的是使学生在转换（等效）的方法上狠下功夫，并养成善于分析和类比的好习惯，培养抽象、概括、转换（等效）的能力.

科学方法是连接知识和能力的纽带.“掌握一种科学方法胜过解答十个问题.”对研究方法的学习和考查体现着一种新的教学理念，学生只有真正掌握了研究方法，才能有效解决实际问题，真正提高自己的创新意识和能力.因此，学生还要懂得用物理事实去验证所得结果是从抽象转化为具体的思想方法，它以大量的可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的推理得出物理规律

例4一个标有“220 V，60 W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220 V，在此过程中，如果用图线来表示电压（U）和电流（I）的关系，图5中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（）

解本题的物理事实是钨丝（金属）的电阻率随温度升高而增大，故符合实际的伏安曲线是（B）.其它（A）（C）（D）曲线并不符合物理事实，应选（B）.有的考生由于思维定势，认为如本中画的是直线才符合实际的错误结果.实际上用万用表欧姆挡测“220 V、40 W”的电灯电阻約为90 Ω，而与正常发光时R=U2P=220240=1210 Ω相差不是一个小数目.考生重要还应注意抽象还原成具体问题的思想方法.教师教学中应提醒学生物理中重要的事实，不能死板地套用书上一些公式、插图等.像平直公路中刹车问题，可等效成匀减速直线运动模型，若已知v0、a求t时间内汽车运动的距离为多少时，应注意物理事实是t停=v0a，若t>t停汽车已停止匀减速运动的事实而不能将已知的t代入运算，而应代t停进行运算，等等……

3当前物理科教学现状及今后应采取的教学对策

从物理学科教学的角度来看，物理教学存在的主要问题有：重理论，轻实践；重结果，轻过程；多模仿练习少科学探究，这样造成学习与科技、生产、生活实际相脱节，学生的创造力低下.为了适应新时代发展需要，全面推进素质教育，今后的物理教学应注意更多地联系实际，培养学生科学探索抽象、概括、转换（等效）的能力.实施后的新课程标准非常注意培养学生将学到的物理知识与科技、生活密切联系的意识和探究的精神，这是课程中渗透科学、技术、社会这一理念的体现.

我体会到转换的思想是一种重要的思维方法，许多学生对联系实际问题分析时出现的思维障碍是表现在不善于进行转换，不懂得转换的方法，所以今后物理教学中除加强科学探究外，还应在实际问题的抽象、概括、转换（等效）的方法的引导上下功夫.归结起来联系实际问题中转换思想的教学应抓住三个关键点：

（1）抓住问题的主要因素，忽略次要因素，突出物理本质；

（2）挖掘问题中隐蔽的物理条件；

（3）灵活运用知识，创设物理情景，构建物理模型.只有这样才能全面培养学生各种能力，应对新高考的改革.