例1(2003.無錫市)你留意過以下事實嗎?如:劃船時,漿向后劃水,船才會向前行駛;溜早冰時,相對靜止的兩人,只要一人用力去推對方,兩人會向相反方向運動;將吹足了氣的氣球的嘴松開并放手,球內(nèi)氣體從氣球嘴泄出的同時,氣球會向相反的方向運動。請歸納出上述現(xiàn)象所共同遵循的物理概念或規(guī)律。(只需寫兩條)
(1) _________________________________;
(2) _________________________________。
剖析:這是一道探究性試題,由具體問題抽象出有共性。即:船由靜止變?yōu)橄蚯靶旭?兩個人由相對性到向相反的方向運動;松開手后,氣球由靜止變?yōu)檫\動。這些物理過程中的共同點是:運動狀態(tài)發(fā)生了改變,其根本原因是物體因為受到了力的作用。船受到了水的作用;每一個人都受到另外一個人的力的作用;氣球受到氣體反沖的作用。
答案:力可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變;力的作用是相互的;力是物體對物體的作用。
金鑰匙:正確分析每一現(xiàn)象對應(yīng)的物理過程,從大量現(xiàn)象中抽象出帶有共性的結(jié)論,是解本題的關(guān)鍵。
例2 (2003,大連市)某同學(xué)在用一根彈簧制作彈簧測力計的實驗時,在彈簧的下端掛不同重量的鉤碼,對應(yīng)的彈簧的長度也不同,具體數(shù)據(jù)見下表
鉤碼重力/N |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
彈簧長度/cm |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
請你分析表中這些實驗數(shù)據(jù),你得到的一個重要的實驗結(jié)論是: _________________________________;。
剖析:進行數(shù)據(jù)分析前,首先看清物理量,理解物理量的含義。表格中“鉤碼重力”實質(zhì)是指彈簧測力計受到的“拉力”;表格中直接反映的是“拉力”與“彈簧長度”的關(guān)系。如果只看到“拉力由0變?yōu)?N,彈簧長度由3厘米變?yōu)?3厘米”,就會得出“拉力越大,彈簧越長”的錯誤結(jié)論。因為當拉力為零時,彈簧的長度并不為零。必須對數(shù)據(jù)進行必要的處理,挖掘出深層的內(nèi)涵。進一步比較數(shù)據(jù)還可以發(fā)現(xiàn):拉力每增加1N,彈簧長度就增加2厘米,彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越長。
鉤碼重力/N |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
伸長長度/cm |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
根據(jù)前面的結(jié)論,提供一個橡皮筋就等于提供一個彈簧測力計。用彈簧測力計和提供的其他器材可以做的一些定量測量實驗,用橡皮筋替代彈簧測力計也可以完成。
答案:彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越長。
金鑰匙:分析透表格中直接反映的是“拉力”與“彈簧長度”的關(guān)系是前提,進而再找到彈簧的伸長量與拉力成正比是解本題的關(guān)鍵。
例3 (2003,南京市)如圖5-6-1所示,同一水平桌面上放有長方體木塊和鐵塊各一個。現(xiàn)想探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙,請你利用一個量程滿足實驗要求的彈簧測力計,設(shè)計一個實驗來驗證你的猜想。寫出實驗的步驟、現(xiàn)象和結(jié)論
圖5-6-1
實驗步驟:______________________ 。
根據(jù)現(xiàn)象:______________________。
得到結(jié)論:______________________。
剖析:比較物體表面是否粗糙,可以根據(jù)摩擦力與粗糙程度的關(guān)系,通過比較摩擦力的大小,來判斷粗糙程度,所以必須控制壓力相同。對于木塊和鐵塊,題目當中沒有明確提出質(zhì)量相等,在研究問題時它們對水平桌面的壓力不能認為相等。又不借助于任何外界的實驗器材,所以就巧妙地運用疊放在一起的方法解決了這個問題。
圖5-6-2
圖5-6-3
答案:(1)將鐵塊放在木塊上,用彈簧測力計水平勻速拉動木塊,記下測力計示數(shù)F1 如圖5-6-2所示
(2) 將木塊放在鐵塊上,用彈簧測力計水平勻速拉動鐵塊,記下測力計示數(shù)F2 如圖5-6-3所示
(3) 若F1 > F2 ,則木塊下表面粗糙。
金鑰匙:這是一道注重考核學(xué)生的科學(xué)思維的好題,同時針對結(jié)論的多樣性,可能木塊的下表面粗糙,也可能鐵塊的下表面粗糙,學(xué)生必須在控制變量法的思想指導(dǎo)下得到結(jié)論。
例4 (2002,福州市)2002年6月6日《海峽都市報》刊登了《貨車超限超載、國道不堪重負》一文,報道了“104國道設(shè)計使用年限為15年以上,但才使用5年就大修,現(xiàn)已傷痕累累……” (如圖5-6-4所示).有些運輸單位和個人只顧自己的利益,不顧國家利益,讓汽車成倍的超載是損壞路面的直接原因.請你運用所學(xué)知識解釋汽車嚴重超載加快路面損壞的原因(只需答出一種合理的原因即可).
圖5-6-4
剖析:從題目當中找出路面被破壞的相關(guān)信息,如“讓汽車成倍的超載”“104國道傷痕累累”……然后聯(lián)想到所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識,如“力” “熱” “光” “電”,看能用哪一塊知識來解決這個問題,這道題很容易聯(lián)想到用力學(xué)知識來解決,又考慮到路面所受到的壓力是由汽車造成的,汽車載重越多對地面的壓力越大,力又可以使物體發(fā)生形狀的改變,也可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變,在這里路面是發(fā)生了形狀的改變。
答案:
(1)力的作用效果會使物體形狀發(fā)生改變,汽車成倍超載,對地面壓力成倍增加,路面的形變加大,容易引起路面斷裂.
(2)車輪與路面的粗糙程度不變,車成倍超載,對地面壓力成倍增加.路面受到的摩擦力也就成倍增加,導(dǎo)致路面磨損加快.
金鑰匙:這是一道探究性試題。題目的答案是開放型的。給學(xué)生留有很大的發(fā)揮空間。