張叡璿　張成清

收集、整理信息，根據獲取的信息與已有知識建立聯(lián)系，從而把握知識間內在的邏輯聯(lián)系，最大程度解決新的實際問題是物理新課標的基本要求之一.因此，在各級各類的選拔式考試中經常出現(xiàn)一些能力要求很高的信息給予題，主要是考查學生處理信息的能力，要求學生通過閱讀尋找信息中的條件，再結合自己所學知識解答信息中的基本問題.信息給出的方式有單純的文字信息，也有以圖象、圖形、公式、數據表格等不同方式給予的其它信息，怎樣應對這類信息給予、信息處理的問題，是每個物理教師必須面對的實際問題.

一、文字信息的處理技巧

在信息試題中以文字方式呈現(xiàn)的信息題，其最大的特點是信息量較大，要求學生具有較強的閱讀能力. 試題給出的條件和需要求解的問題往往也包含在文字信息中，而這些信息往往只占整個信息量的很小部分，這就需要學生要能在大量的信息中提取有用的信息，用于解決實際問題.

在以文字方式呈現(xiàn)的信息題中，學生感到最困難的問題是信息的提取，如何在大量的信息中獲取解題所需要的有價值的信息是處理文字信息問題的一個難點，在學習過程中必須掌握有效的突破方法，以提高解決該類問題的能力.

案例1 如圖所示，質量為m的帶有圓弧的滑塊A靜止放在光滑的水平面上，圓弧半徑R=1.8m，圓弧的末端點切線水平，圓弧部分光滑，水平部分粗糙，A的左側緊靠固定擋板，距離A的右側S處是與A等高的平臺，平臺上寬度為l=0.5m的MN之間存在一個特殊區(qū)域，B進入MN之間就會受到一個大小為F=mg恒定向右的作用力.平臺M、N兩點間粗糙，其余部分光滑，MN的右側是一個彈性卡口，現(xiàn)有一個質量為m的小滑塊B從A的頂端由靜止釋放， 當B通過MN區(qū)域后碰撞彈性卡口的速度v不小于5m/s時可通過彈性卡口，速度小于5m/s時原速反彈，設m=1kg，g=10m/s2，求：（1）滑塊B剛下滑到圓弧底端時對圓弧底端的壓力多大？（2）若A、B間的動摩擦因數μ1=0.5，保證A與平臺相碰前A、B能夠共速，則S應滿足什么條件？（3）在滿足（2）問的條件下，若A與B共速時，B剛好滑到A的右端，A與平臺相碰后B滑上平臺，設B與MN之間的動摩擦因數0<μ<1，試討論因μ的取值不同，B在MN間通過的路程.

分析：這是一道綜合性較強而且信息量較大的屬于比較典型的文字信息給予題，信息的主題說明的是兩個問題：第一，在滑塊A的右端與平臺之間的距離S不確定的情況下，滑塊A小滑塊B的相對運動情況；第二，小滑塊B進入平臺后，在B與MN之間的動摩擦因數不確定的情況下，B在MN間通過的路程.而需要解答的問題也包含兩個方面：第一，保證A與平臺相碰前A、B能夠共速的條件下，S應滿足的條件；第二，討論因B與MN之間的動摩擦因數μ的取值不同，B在MN間通過的路程特征.有的問題比較常規(guī)，可以通過比較常規(guī)的方法獲取答案，有的問題綜合性很強，必須通過綜合各種相關的信息（給予的條件）才能正確解答.

梳理有價值的信息：（1）小滑塊B剛下滑到圓弧底端時滑塊A不動，可以利用動能定理和向心力公式解決壓力問題；（2）在A、B間的動摩擦因數μ1一定的情況下，滑塊A與平臺相碰前A、B能夠共速，必須要求A的右端與平臺之間的距離S要有足夠的長度，最小距離S要求碰前A、B剛好共速；（3）當滑塊B與MN之間的動摩擦因數不確定時，B通過MN區(qū)域后碰撞彈性卡口的速度v是不確定的，B的運動情況也是不確定的，當B通過卡口的速度v小于5m/s時原速反彈，可以確定B的部分運動情況；（4）當滑塊B返回運動到M時，如果沒有離開MN區(qū)域，由于F=mg>f，則B將最終靜止在N點.

解答：（1）設B滑到A的底端時速度為v0

由mgR=mv20，N-mg=m知，v0=6m/s，N=30N.

根據牛頓第三定律，滑塊B對圓弧底端的壓力為30N.

（2）設A、B共速速度為v1，由mv0=（m+m）v1知，v1=4m/s.

對A，由？滋1mgS=×mv21知，S=0.8m，可見，要保證A與平臺相碰前A、B能夠共速，則S應滿足S>0.8m.

（3）由（2）可知，B進入MN間時速度大小為v1=4m/s.

①設B到達卡口時速度為v=5m/s，由Fl-？滋mgl=mv2-mv21知，μ=0.1.

可見，0<？滋≤0.1，B可以從卡口右側離開，在MN間通過的路程s1= 0.5m.

②設B被卡口彈回到達M點速度剛好為零，由-2？滋mgl=0-mv21知，μ=0.8.

可見，0.1<？滋≤0.8，B從卡口彈回后可從M左側離開，在MN間通過的路程s2=1m.

③若0.8<？滋<1，則B從卡口彈回后不能到達M點，由于在MN間運動時F=mg>f，因此，B經過多次往復運動后將最終靜止在N點，設在MN間通過的路程為s3，由Fl-？滋mgs3=0-mv21知，s3=.

綜上所述，當0<？滋≤0.1時，s1=0.5m；當0.1<？滋≤0.8時，s2=1m；當0.8<？滋<1時，s3=.

反思：第一，利用臨界條件進行特殊值的求解，得到完整的答案；第二，當滑塊B只能在MN間運動時，由于F=mg>f，因此，滑塊B最終只能靜止在N點，可以利用滑動摩擦力做功計算其在MN間通過的路程.

二、解答圖像信息的方法

物理圖像是最直觀且最能簡明扼要反映物理問題的幾何語言，其給予信息的方式具有很強的隱蔽性，解答問題時只有正確理解物理圖像的意義，并能從圖像中獲取解答所需要的基本條件，才能尋找問題的答案.

在實際問題中，學生往往由于對圖像的含義認識不清，不夠重視對圖像細節(jié)的分析，容易產生對題意的理解錯誤，導致解答出現(xiàn)問題.要真正能準確解答信息給予為圖像的物理問題，第一，必須正確理解圖像反映的物理意義；第二，能很準確從圖像中獲得解答物理問題所需要的基本條件；第三，科學有效地借助于圖像的含義，深層次地挖掘試題的隱含條件，為解答問題創(chuàng)造必要的依據.

案例2 如圖1所示，在垂直于勻強磁場B的平面內，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉動，圓心O和邊緣K通過電刷與一個電路連接，電路中的P是加上一定正向電壓才能導通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關系如圖2所示，其中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標原點.ω>0代表圓盤逆時針轉動.已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m.忽略圓盤、電流表和導線的電阻.（1）根據圖2寫出ab、bc段對應I與ω的關系式；（2）求出圖2中b、c兩點對應的P兩端的電壓Ub、Uc；（3）分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓UP的關系式.

分析：案例2中電源由勻強磁場中旋轉的圓盤產生，工作元件由電阻器R和電子元件P并聯(lián)而成，這些在電路中很容易識別.問題是電子元件P到底是屬于什么性能的器材，題干中沒有明確的說明，怎樣來確定電子元件P的導電性能是本題的一大難點，可以根據題設條件和圖2中提供的有關信息來尋找突破口.根據題設，有兩個解決問題的方法.

梳理有價值的信息：（1）題設中說明了“電路中的P是加上一定正向電壓才能導通的電子元件”，這個信息說明電子元件是可以通電的，條件是①對所加電壓的方向有限制，只有加正向電壓才有可能導通；②對所加電壓的大小有限制，只有達到足夠大的電壓才有可能導通；（2）可以利用圖2中的I與ω的關系來說明電子元件P的導電性能，由圖2可知，Ob段和bc段是兩段斜率不同的直線，說明在Ob段電子元件P是不通電的，從狀態(tài)b開始電子元件P通電，由于bc段也是直線，說明電子元件P只要通電，也與電阻器的導電性能相同.（3）圓盤的轉動沒有規(guī)定轉動方向，應分別討論不同轉動方向的情況下答案的完整性.

解答：（1）直接利用數學知識，寫出ab、bc段對應I與ω的關系式，由圖2可知：

在ab段：I1=ω（A）（-45rad/s≤ω≤15 rad/s）

在這一階段，由I-ω的關系圖像可知，電子元件P是不通電的.

在bc段：I2=ω-（A）（ω>15 rad/s）

（2）在忽略圓盤、電流表和導線的電阻的條件下，P兩端的電壓為電源的電動勢.

對b點：Ub=Eb=Br2ωb=0.3V 對c點：Uc=Ec=Br2ωc=0.9V.

（3）由（1）知，在ab段，電子元件P是不通電的，P中無電流.

則IP=0，UP=E=Br2ω=0.02ω（-45rad/s≤ω≤15 rad/s）

由圖2可知，在bc段，電子元件P是通電的.

且IP=I-IR=I2-I1=ω-（A）（ω>15 rad/s）

因此，UP=E=Br2ω=0.02ω= 6IP+（V）（ω>15 rad/s）

最后可得IP=UP-（A）（ω>15 rad/s）

反思：對新情景的認識需要有一個過程，需要通過試題中給出的相關信息進行分析，

本題中對圖2的物理意義的正確理解是解答的關鍵.

三、提供信息為數據表格的處理方法

以數據表格的形式給出解答問題的基本條件，其最大特點是將物理過程有序地展現(xiàn)出來，只要能從表格展現(xiàn)出來的有關數據中尋找到規(guī)律，就可以獲取解答問題的條件，利用物理規(guī)律解題.

物理實驗題是物理試題中比較難的一種題型，很多的物理實驗題是以數據表格的形式給出的，要重視實驗問題，必須重視以表格數據給出的信息題的處理方法.

案例3 如圖所示是某同學做“探究做功與速度變化的關系”的實驗裝置.他將光電門固定在直軌道上的O點，用同一重物通過細線拉同一小車，每次小車都從不同位置由靜止釋放，各位置A、B、C、D、E、F、G（圖中只標出了O、G）離O點的距離d分別為8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm、56cm.

（1）該實驗是否需要測量重物的重力 （填“需要”或“不需要”）；

（2）該實驗是否必須平衡摩擦力？ （填“是”或“否”）；

（3）為了探究做功與速度變化的規(guī)律，依次得到的實驗數據記錄如下表所示.請在方格紙內描點作出v2-d圖像；

（4）從圖像得到的直接結論是

，從而間接得到做功與物體速度變化的規(guī)律是 .

分析：本實驗是完成探究做功與速度變化的關系，小車運動的速度可以利用遮光條的寬度和通過光電門的時間較為精確地計算出來，由于引起小車速度變化的因素較多，從實驗的條件來看，無法直接得到外力對小車做的功.從另一個角度看，不管小車從哪個位置由靜止釋放，對小車做功的合力是恒力，根據恒力做功的規(guī)律及圖示的裝置，可以利用小車的釋放點到光電門的距離d替代外力對小車做的功，再研究小車的速度與距離d的關系也能探究做功與速度變化的關系.

梳理有用的信息：（1）繩子拉力和滑動摩擦力只要是恒力就可以利用位移替代合力做功來判斷合力做功與速度變化的關系，不需要計算合力做功的大小；（2）合理利用實驗數據進行描點，得到v2-d圖像；（3）通過對v2-d圖像的分析，可以得到做功與速度變化的關系.

解答：（1）由以上分析可知，在該實驗中，用小車的釋放點到光電門的距離d替代外力對小車做的功，因此，不需要測量重物的重力；（2）只要摩擦力不變，不需要平衡摩擦力；（3）根據實驗記錄的數據，通過描點作出v2-d圖像如圖所示；（4）從圖像得到的直接結論是v2與d成正比，因此，在初速度為零的條件下，力對物體做功與物體速度的平方成正比.

反思：（1）用位移替代力對物體做功是一個新的嘗試，可以通過探究位移與速度的關系得到力對物體做功與物體速度的關系，這里突出體現(xiàn)了實驗思維的轉換；（2）探究實驗的最大特點是其不可預測性，本題作圖時，實驗點可能有偏差，要舍去一些偏差較大的點，再將圖線進行正確連接，才可以得到正確結論.

信息給予題將是今后各類選拔性考試的一個趨勢，教師在教學的過程中必須加強這方面的訓練，以培養(yǎng)學生對信息問題處理的應變能力.

責任編輯 羅 峰