高三物理信息提取。

物理信息问题的类型及解决方法研究

近年来,物理试卷上出现了一种考察学生加工材料,从中获取信息,并对信息进行加工的新题型。信息题是考察学生理解、分析和灵活运用知识解决问题能力的好题。它的题干以日常生活、生产和现代科技中的一个事件和问题为基础,提供一些信息,让考生通过阅读、理解、思考和分析,筛选出相关信息,将实际问题抽象成物理过程,建立物理模型,然后应用题干中的相关信息解决问题。信息的载体是多样化的,如文字、公式、图形、表格、功能图像等。这种题型要求学生先阅读题型材料,从中挖掘出所需的有用信息,理解命题意图;那么更重要的是利用已有的知识,结合问题中提供的信息,灵活地进行知识的推演、综合分析、迁移和变化,最终做出准确的回答。

一,信息题的特点

1.相关性→试题中的问题涉及学科内知识相关性和学科间知识相关性。

2.隐蔽→试题中的有用信息并不是一目了然,而是隐藏在题目中。要求学生认真阅读题目,题目内容要精炼,避免“陷阱”,走出误区,找到所需信息。

3.迁移性→具体来说,试题中的问题与哪些物理知识有关,应该应用哪些物理规律,用什么物理模型来解题。

二,信息问题的一般解决方案

1.一般过程

2.解决问题的一般方法

(1)仔细阅读题目,提取有用信息。(2)将有用的信息抽象和简化成物理过程。(3)利用物理模型确定解题方法。解决信息问题的关键和难点是如何成功地将“信息问题”转化为通常实践的“传统问题”。

第三,信息题的分类

信息题一般可以分为四类:应用型、开放性、新知型、综合型。

第四,分类实例分析

(1)应用类型

例1混凝土便宜,抗压能力强,但不抗拉,钢筋也是抗拉的。通常混凝土建筑中要承受拉力的部分都是用钢筋加固的。下图1中,楼板和阳台的钢筋位置正确的是()。

(图1)

解析:从题目材料中捕捉有用信息:①混凝土抗压,钢筋抗压抗拉。(2)混凝土建筑物受拉部分应采用钢筋加固。处理完信息,通过分析推理可以看出,人站在房间的地板上,给平台一个向下的压力。由于楼板两端墙支撑楼板,在压力作用下向下弯曲,楼板承受上面的压力,向下的拉力,所以房间楼板中的钢筋应放在下部。站在阳台上的人对阳台施加向下的压力。因为阳台只有一端压在墙内,阳台在压力下向下弯曲,导致阳台上部受拉,下部受压,所以阳台的钢筋要放在上部。答:答

(2)开放性

请设计一个实验,测量小铁球垂直抛出时的初速度。现在我们提供小铁球、秒表、长直尺、天平等仪器。

解析:(方案1)用长直尺测出小铁球垂直向上抛掷运动的最大高度为H,用公式v=计算求出初速度。

(方案二)用秒表测量小铁球垂直向上抛掷运动的上升时间t,用公式v=gt计算得到初速度。

(方案三)用秒表测量小铁球在垂直投掷过程中的总时间t。由于垂直投掷过程中的上升时间等于下落时间,所以用公式v=gT/2计算得到初速度。

以上三种方案在科学上都是正确的,只是测量的准确性和可操作性不同。通过教师的指导,学生可以分析、推理、比较,得出最好的结果(方案三)。

水平实验台上有长木板、弹簧秤、木块。请设计一个实验,测量木块之间的滑动摩擦系数。

(图3)

(图2)

解析:(方案1)如图2,用弹簧秤测量木块的重力g,然后将长木板固定在桌旁的铁架上,用弹簧秤水平拉动木块做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数为F,那么木块上滑动摩擦力的大小为f=F,木块与木板之间的滑动摩擦系数为μ = f/g。

(方案二)如图3所示,用弹簧秤测量木块的重量g,然后将弹簧秤固定在靠近桌子的铁架上,用水平力拉长木板做缓慢直线运动。当木块与长木板相对滑动时,弹簧秤有一个稳定的读数Fx,那么木块上滑动摩擦力的大小为f=Fx,木块与木板之间的滑动摩擦系数为μ = FX/g..

以上两种方案都是科学的,只是测量的准确性和可操作性不同。通过教师的指导,学生可以分析、推理、比较,得出最好的结果(方案二)。

综上所述,做物理开放题时,答案往往不是唯一的,而是通过分析、推理、比较,才能得出最佳答案。有效考察想象力、发散思维、创新能力。

(2)新知识类型

(图4)

例4磁场具有能量,磁场中单位体积的能量称为能量密度,其值为B2/2μ,其中B为磁感应强度,μ为磁导率,μ为空气中的已知常数。为了近似测量条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度b,一个学生用一个端面面积为A的条形磁铁吸引一个面积相同的铁片P,然后用力将铁片拉离磁铁微小距离δ L,测得拉力F,如图4所示。因为F做的功等于间隙中磁场的能量,所以可以得出磁感应强度B和F与A的关系为b =。

解析:本题以“磁场的能量密度”为题,提供了新的知识,要求解决题中提出的问题。表面上看,这样的题目很复杂,难度很大。其实,只要你认真阅读,仔细琢磨,弄清材料的内涵,排除风险和干扰,获取解决问题所需的信息,就可以由复杂变简单,由难变易。从题目材料中捕捉到有用的信息:①磁场中单位体积的能量称为能量密度,其值为B2/2μ。(2)将铁片的A端区域拉离磁铁一小段距离δl,并测量拉力f..③F做的功等于间隙中磁场的能量。经过对信息的处理,我们可以知道,拉力F所做的功为w = f δ L,间隙中磁场的能量E = a δ Lb2/2μ,两者相等:B=(2μF/A)1/2。

(4)综合型

例5电动自行车是目前比较时尚的交通工具,某品牌电动自行车的铭牌如下:

型号:20寸(车轮直径:508mm)电池规格:36V12Ah(电池)

车辆质量:40kg额定速度:210r/min (rpm)。

外形尺寸:l 1800mm×W 650mm×H 1100mm充电时间:2-8小时。

电机:后轮驱动,DC永磁电机额定工作电压/电流:36V/5A。

(一)根据本铭牌中的相关数据可知,本车的额定速度约为()。

a . 15公里/小时b . 18公里/小时c . 20公里/小时d . 25公里/小时

(2)在交通运输中,“客运效率”常用来反映车辆的某种效率。“客运效率”是指单位能源消耗的旅客人数与运输距离的乘积,即客运效率=。一个人骑电动自行车可以行驶30km,能耗为1MJ(106J),一辆普通的四人小汽车可以行驶100km,能耗为320MJ,那么电动自行车与这辆小汽车的客运效率之比为()。

a . 6:1 b . 24:1 c . 12:5d . 48:7

(3)骑车人质量为m=60kg,动力源为储能为“36V 10Ah”的电池(即输出电压为36V,工作电流与工作时间的乘积为10am-小时)。所用电机的输入功率有两档,即P2=180W = 65438。考虑到传动摩擦、电机发热等多种因素造成的损耗,电动自行车的功率为输入功率的80%。如果电动自行车的阻力与行驶速度和自行车对地面的压力成正比,即f = kmgv,其中k = 5.0× 10-3s m-1,g为65438+。问:(1)电动自行车两挡行驶时,最长行驶时间是多少?(2)电动自行车在直道上能达到的最高速度。(3)估算选择“大功率”时电动自行车在直道上的最大行程。

解析:这个问题信息的载体是用文字和表格表达的。

(1)从表中得到有用的信息:①车轮直径:508mm。②额定转速:210r/min (rpm)。根据公式:v=2πnR,计算出汽车的额定速度。答案是c。

(2)从文中捕捉到有用的信息:“客运效率=”,电动自行车和这辆车的客运效率之比,通过计算就是答案:b。

(3) (1)根据公式P=IU,可得两电流如下:I 1 = A;I2=5安.根据电池容量,t 1 = = 3h;t2= =2h .(2)电动自行车以最大功率行驶,匀速运动时,速度最大。

有f-牵引力=f = kmgvm,f-牵引力=以上两种类型同时存在:

vm = = = 5.37m米/秒.(3)忽略电动自行车的启动和减速过程,可以认为电动自行车能以2 h的最大速度行驶,即sm=vmt=5.37×3600×2 m=38.6km。

五、在回答信息题时,要注意以下问题。

1.克服退缩的情绪。很多考生遇到这类题往往畏缩不前,不敢练习。我们应该树立信心,克服对困难的恐惧。

2.检查问题,提炼信息。信息题的一个显著特点是文字叙述长,如果配上图片和表格,题量会更大。试题中必然会出现有效信息和无效信息的混杂,这就要求考生具备提取有效信息和加工信息的能力。回答问题时,要通过阅读问题,认清主题,提取有效信息。

3.建模和综合分析。信息题虽然体现了题目的综合能力,但必然会以知识点为主体。所以在解题的时候,要找出从哪些知识点去思考。将题目所反映的具体情况转化为抽象的理想化模型进行分析,利用所学的物理知识进行求解。