物理交叉學(xué)科習(xí)題解題思路

王艷君

摘要： 在新課程標(biāo)準(zhǔn)的背景下，討論如何提升初中學(xué)生多學(xué)科交叉題型解題能力，是教學(xué)中很重要的工作，也要求老師在這方面多進(jìn)行訓(xùn)練。具體題目要具體分析，在解題思路的訓(xùn)練中，強(qiáng)化“控制變量”的思想，是凸現(xiàn)主要矛盾，找準(zhǔn)分析要點(diǎn)，進(jìn)行綜合分析，以及提高學(xué)生解題、老師分析題能力的重要手段之一。

關(guān)鍵詞： 交叉學(xué)科物理試題控制變量

現(xiàn)借《數(shù)理化解題研究》雜志11期繩長(zhǎng)建老師的《例談初中物理解題》一文的幾道題，進(jìn)行“控制變量”的思路分析，并提出拙見(jiàn)。

一、該文第一部分例二，是一道情境創(chuàng)設(shè)得很好的題。

如圖，等臂杠桿兩端掛有體積相等、質(zhì)量相等的空心鐵塊和銅塊，它們?cè)谒轿恢闷胶狻，F(xiàn)把銅塊和鐵塊分別同時(shí)浸沒(méi)在盛有硫酸銅溶液中，則發(fā)現(xiàn)杠桿：（？搖？搖）

A.A端下沉？搖？搖B.B端下沉？搖？搖C.先A端下沉，后B端下沉？搖？搖D.仍平衡

它很好地交叉了理、化兩門學(xué)科的杠桿、浮力、同一直線上力的合成問(wèn)題，以及置換反應(yīng)等問(wèn)題。該文的解析結(jié)論也是對(duì)的，可解析過(guò)程中的要點(diǎn)沒(méi)把握好。

從“控制變量”的角度來(lái)看，先假定不發(fā)生化學(xué)變化，那么液體密度、排開(kāi)液體體積相等，重量也不變，則浮力也相等，在T=G-F■條件下，T■=T■。杠桿仍平衡。

實(shí)際上，銅塊和鐵塊在硫酸銅溶液中，銅不參與化學(xué)變化，但鐵和硫酸銅溶液要起置換反應(yīng)。Fe+CuSO■=FeSO■+Cu↓，而析出的銅是要依附在懸掛的鐵塊上的。并且鐵的相對(duì)原子質(zhì)量56，銅為64，這樣下去，原懸掛的鐵塊在置換反應(yīng)后總重量是要增加的。這是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因。盡管置換后的鐵的密度小于銅的密度，造成體積的變化，進(jìn)而影響浮力減小，但這絕對(duì)不是主要的，我在實(shí)驗(yàn)中也幾乎測(cè)不出體積有什么變化。那么依T=G-F■計(jì)算分析，鐵塊掛的那端杠桿拉力增大，才導(dǎo)致這端下沉。

所以說(shuō)，該文原編者在這里的解析上認(rèn)為“鐵塊體積不斷減小，所受浮力不斷減小”的分析，顯然疏忽了銅會(huì)依附于鐵塊上這一關(guān)鍵問(wèn)題，搞錯(cuò)了本題要分析的主要變量。若采用控制變量的思路，則有助于學(xué)生分析能力的提高。

二、該文第三部分例3，也是選了一個(gè)很好的示例，全面考查了浮力、密度、二力平衡及中和反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用能力。

如圖所示，彈簧秤的示數(shù)為5牛（應(yīng)加物體浸沒(méi)在硫酸溶液中），

現(xiàn)向硫酸溶液中滴入少量的氫氧化鋇溶液，問(wèn)彈簧秤的示數(shù)將（？搖？搖？搖？搖）

A.大于5牛？搖？搖？搖？搖B.小于5牛？搖？搖？搖？搖C.等于5牛？搖？搖？搖？搖D.無(wú)法確定

其解析也很精要：T=G-F■，而硫酸溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液會(huì)發(fā)生中和反應(yīng)：H■SO■+Ba（OH）■=BaSO■↓+2H■O。不難看出，反應(yīng)后該溶液的密度將減小，浮力將減小，依：T=G-F■，T將增大。

要是這解析中加入“控制變量”的思路就將更加清晰和完美了。即：若浸沒(méi)在硫酸溶液中的物體不會(huì)和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致體積、質(zhì)量不變化時(shí)，以上解析才是正確的。若會(huì)反應(yīng)，要依反應(yīng)后物體體積、質(zhì)量發(fā)生的變化繼續(xù)分析，才能得出正確的結(jié)論。所以，本題作為例題的命題不夠嚴(yán)密，而且在解析時(shí)，編者也未予以指出分析。

所以，本題還應(yīng)加入條件：所掛物體不會(huì)和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

三、該文第三部分例9，也是一道學(xué)科知識(shí)交叉的題，涉及了摩擦、熔點(diǎn)等問(wèn)題，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生思考“環(huán)?！焙歪槍?duì)目前實(shí)際的具體情況具體分析，等等。

題目：“冬天，下雪天路滑，為了減少交通事故的發(fā)生，人們經(jīng)常采用下列兩種方法：一是在馬路上撒煤渣，二是在雪地上撒鹽，這是為什么？”

我讀后認(rèn)為，其解析部分作為學(xué)生的回答，是可以的。但從老師的角度來(lái)分析，來(lái)研究，要更深更廣地看問(wèn)題，才能達(dá)到“指導(dǎo)和研究”的目的。

從“控制變量”的角度，要區(qū)分好北方冬天、南方冬天，以及一般路面、高速公路等具體情況，需選用最佳的方法。比如：冬天的北方，冰雪厚，路面硬，天氣冷，要想用撒鹽的方法，來(lái)降熔點(diǎn)化雪，恐怕不行，撒煤渣的效果也許更好。

更何況現(xiàn)在公路運(yùn)輸發(fā)達(dá)，干線和高速公路上車流量極大，在它們的碾壓下（機(jī)械能也會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），雪是不會(huì)積得太厚的。尤其在我國(guó)中部、南方等地，用掃雪車效果會(huì)更好。若撒煤渣，反倒會(huì)成為高速公路的行車，新的不安全因素。

當(dāng)然，老師還要提一下，撒鹽過(guò)多，開(kāi)春化雪后，鹽滲入公路兩側(cè)的土地中，對(duì)環(huán)境的破壞作用很大。