《寻找问题的突破口、提高分析综合能力》

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寻找问题的突破口、提高分析综合能力

———详解2011年江苏高考物理卷第9题 黄 伟

（江苏省海安高级中学 江苏 海安 226600）

摘要：考生在遇到一些比较复杂的物理问题时，常常束手无策。本文试通过对一道高考题的讨论引出解决复杂问题的基本方法，即建立物理模型，提高分析综合能力。 关键词：物理模型 分析综合能力

分析综合能力是每年高考考试说明中明确要求考生必须具备的能力，它要求考生能够独立的对所遇到的问题进行分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理问题的本质，建立适当的物理模型，找到解决问题的方法；在对物理问题进行恰当分析的基础上，能够把较复杂的问题分解成若干个比较简单的问题，并找出他们之间的联系。做出正确的判断或得出合理的结论；能够关注科学技术的主要成就，关注生产、生活和社会中的实际问题。

下面以2011年江苏高考物理卷第9题为例谈谈如何寻找解决复杂问题的突破口、提高考生的分析综合能力。 原题如下：

如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m（M>m）的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上，两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有 （ ）

（A） 两物块所受摩擦力的大小总是相等 （B） 两物块不可能同时相对绸带静止 （C） M不可能相对绸带发生滑动 （D） M不可能相对斜面向上滑动

本题是2011年江苏高考物理卷里最为出彩的题目之一，题目新颖、出题角度独特，对考生的分析综合能力要求较高，难度较大。

1．建立模型是解决复杂问题最为有效的方法

高考改革的总趋势是由知识立意转为能力立意，试题内容源于生活又高于生活，我们必须能够从众多信息中找到有效的信息，然后转换成我们熟悉的物理模型从而顺利解决问题。首先认真审题，抓住题中的关键词，如：等腰三角形、足够长的轻质绸带、动摩擦因数相等等。这里轻质的绸带和我们平时遇到的轻绳（线）、轻杆、轻弹簧都有相同的特征，即重力不计，同一段轻质的绸带上各点的张力都相等。如果能抓住这个物理模型进行分析再讨论，问题的突破口就找到了。


2．综合分析、分类讨论

因为绸带对两物体沿斜面方向的作用力一定是摩擦力，则由上面的分析可知绸带对两物块的摩擦力一定相等，又因为绸带对两物块的滑动摩擦力分别为μMgcosα、μmgcosα，且M>m，则μMgcosα＞μmgcosα，所以两物块不可能同时相对绸带滑动，即绸带不会同时对两物块的摩擦力均为滑动摩擦力。

由上述分析可知最多只能有一个物块相对绸带滑动，有下列几种情况存在，并作讨论： （1）M相对绸带滑动

若M相对绸带滑动，则绸带对M的摩擦力为μMgcosα，又绸带对m的最大静摩擦力可视为μmgcosα，而μMgcosα＞μmgcosα。即不符合实际，故M相对绸带滑动的情况不存在，即绸带对M的摩擦力不可能是滑动摩擦力。

（2）M相对绸带静止

①m也相对绸带静止，即绸带对两物块的作用力均为静摩擦力，设两物块加速度均为a 对M分析：MgsinFfMa； 对m分析：Ffmgsinma 得：a

(Mm)g

（也可以整体分析Mgsinmgsin(Mm)a直接得到结果）

Mm

②m相对绸带向上滑动，mgcosmgsin，即tan。 设M加速度为aM，m加速度为am，则 对M分析：MgsinmgcosMaM； 对m分析：mgcosmgsinmam 得：aMgsin

mgcos

M

，amgcossin

③m相对绸带向下滑动，mgcosmgsin，即tan。 设M加速度为aM，m加速度为am，则 对M分析：MgsinmgcosMaM 对m分析：mgsinmgcosmam 得：aMgsin

mgcos

M

，amgcossin

④若mgcosmgsin，滑块相对斜面静止，即tan。 设M加速度为aM，则

对M分析：MgsinmgcosMaM 得：aMgsin

mgcos

M



通过详细的分析，不难选出正确选项AC


在物理教学中，考生们常常反映物理难学，尤其是处理比较复杂的物理问题。当然，难的原因很多，但其中很重要的一个原因就是考生对题目的物理过程不理解，不能把题目中的过程和物体简化成理想的物理模型。事实告诉我们，千变万化的物理习题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的，而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原、求结果的过程。物理模型也正是解决很多复杂问题的突破口，有了正确的方向，再根据具体的问题分析可能的各种情况，对各种可能进行详细的分析，复杂问题也就不再复杂，从而使问题化繁为简，在建立模型、综合分析的过程中逐步提高我们解决复杂问题的能力。

[参考文献]

1． 江苏教育考试院 2011年江苏省高考考试说明

作者：黄伟

单位：江苏省海安高级中学物理组 邮编：226600

邮箱：langwohw@foxmail.com 电话：13862725280

本文来源：https://www.wddqxz.cn/4590488ff624ccbff121dd36a32d7375a417c6e0.html