干 恒

(犍为第一中学 四川 乐山 614400)

近年来北京、福建等地的高考物理试题中出现了一类“物理分析”特色试题，这类试题的特点是高中生无法或难以直接解答，只有根据所学的物理知识，通过一定的分析、判断来确定问题解的合理性或正确性.对于这类问题往往要进行合理地近似处理，让其回归到高中物理的常规模型中方能有效地解答.

1 对一道“黑榜”物理分析试题的平反

【例1】(2011年高考福

图1

建理综卷第18题)如图1，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.设滑轮与绳质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦.设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列4个关于T1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是

文献[1]把这个题列入“黑榜”，文中写道：“高中学生要解答这道试题，只能采用特殊值代入法，把A，B的质量设置为特定值，代入上述4个选项的公式，从计算结果来判断，看哪些选项的答案是不合理的；把所有不合理的选项排除掉，如果还剩下一个选项，所剩选项就是答案.”同时，该文献认为这种只用“排除法”的考法不应该是一种值得弘扬的考查方式.笔者认为只要进行合理近似(极限)处理，这个题就可以回归到高中的常规模型——牛顿运动定律能解决的“联接体”问题.

1.1 严格的解法

设m1>m2，滑轮的半径为R,物体A，B的加速度大小为a,滑轮的转动惯量为I,角加速度为β，对A，B，由牛顿第二定律得

m1g-T1=m1a

(1)

T2-m2g=m2a

(2)

对滑轮由转动定律得

T1R-T2R=Iβ

(3)

(4)

(5)

联立式(1)～(5)解得

故正确答案为选项C.

1.2 合理近似处理回归高中常规模型的解法

当设滑轮的质量m≪m1，m≪m2，可忽略，即可认为m=0，就可以转化为高中的“联接体”问题，解法如下.

设m1>m2，A,B的加速度大小为a,由于m=0,故T1=T2=T.对A,B,由牛顿第二定律得

m1g-T=m1a

(6)

T-m2g=m2a

(7)

由式(6)、(7)解得

将m=0带入选项中，只有选项C与上式相同，所以选项C正确.

可见，此题不只是用“排除法”才能解答.该题很好地考查了学生的理解能力、推理能力、分析综合能力以及知识迁移能力，是一个具有引导高中物理教育与大学物理教育衔接作用，有一定价值的好题.

2 对两道高考“物理分析”试题的解答

【例2】(2008年高考北京理综卷第20题)有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如，从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性.

图2

对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题，就进一步利用特殊条件对该解做了如下4项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”.但是，其中有一项是错误的.请你指出该项

A.当θ=0°时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的

B.当θ=90°时，该解给出a=g，这符合实验结论，说明该解可能是对的

C.当M≫m时，该解给出a=gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的

【例3】(2010年高考福建理综卷第18题)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确.图3为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q>0)，而且电荷均匀分布.两圆环的圆心O1和O2相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r

图3

由R1≪a+r,R2≪a-r条件进行近似处理得选项B中

选项D中

故正确答案为选项D.

物理问题多数都是在近似(抓主要因素，忽略次要因素)情况下解决的，因此，把物理条件进行合理的近似(极限)处理，把不能解决的复杂物理问题转化为熟悉的常规模型，用已有知识能解决的问题应该成为学生的物理能力的重要组成部分.

参考文献

1 黄恕伯.2011年高考物理试题“红黑榜”.基础教育课程，2011(9)：39～43