例談“搭地鐵”式解決物理科高考“氣缸類”題型

羅雷多

【摘要】氣缸類問題是物理科高考全國卷第33題熱學(xué)題中常見的題型，一直以來深受高考命題專家們的青睞。在高三復(fù)習(xí)氣缸類問題的過程中，基礎(chǔ)一般的學(xué)生通常無從下手，完全找不到北。在教學(xué)實踐過程中，本人嘗試用生活中常見的“搭地鐵”作為類比，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果非常好，既提高了學(xué)生的物理建模能力，也提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

【關(guān)鍵詞】復(fù)習(xí) 興趣 教學(xué)效果

【中圖分類號】G633.7

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1992-7711（2020）14-169-01

氣缸類問題是物理科高考全國卷第33題熱學(xué)題中常見的題型，一直以來深受高考命題專家們的青睞。解決氣缸類問題時通常需考察氣體、氣缸或活塞等多個研究對象，涉及到熱學(xué)、力學(xué)甚至電學(xué)等物理知識，學(xué)生解題時要求具有靈活應(yīng)用知識解決問題的能力。在高三復(fù)習(xí)氣缸類問題的過程中，基礎(chǔ)一般的學(xué)生通常無從下手，完全找不到北。在教學(xué)實踐過程中，本人嘗試用生活中常見的“搭地鐵”作為類比，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果非常好，既提高了學(xué)生的物理建模能力，也提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

一、“塔地鐵”式解題的創(chuàng)新點

通過人們熟悉的生活場景“搭地鐵”作類比，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，學(xué)會解決物理熱學(xué)中氣缸類問題的分析方法，提高學(xué)生的建模能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

在教學(xué)實踐過程中，本人會把“卡”與“活塞”類比，引導(dǎo)學(xué)生明白人站前要“刷卡”——初態(tài)要對活塞進(jìn)行受力分析，出站前也要“刷卡”——末態(tài)對活塞進(jìn)行受力分析，如果買一張票，就刷一張票，如果買兩張票，就刷兩張票，同樣道理，題目中只有一個活塞時，要對這一個活塞進(jìn)行受力分析，如果有兩個活塞時就要對兩個活塞都要分別進(jìn)行受力分析了。對于封閉氣體，把選擇哪路車與理想氣體經(jīng)歷的過程，如等溫、等壓或，等容等作類比。

二、教學(xué)課例

【例】（ 2019年全國高考海南卷33題）如圖，一封閉的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞將容器內(nèi)的理想氣體分為A、B兩部分，A體積為VA=4.O×10_-3m₃。壓強(qiáng)為PA=47cmHg;B體積為Vn=6.O×10_-3m₃，壓強(qiáng)為PB=52cmHg?，F(xiàn)將容器緩慢轉(zhuǎn)至水平，氣體溫度保持不變，求此時A、B兩部分氣體的體積。

帶領(lǐng)學(xué)生讀題，對關(guān)鍵語句進(jìn)行分析，讓學(xué)生討論，并回答以下問題：

讓學(xué)生交流后，知道有兩部分封閉氣體，分析物理過程時要對兩部分氣體分別進(jìn)行分析。

問題二，此題中理想氣體經(jīng)歷的物理過程是怎樣的？等溫？等壓？相當(dāng)于搭乘了哪一路車。

讓學(xué)生交流后，通過“氣體溫度保持不變”知道此過程對封閉氣體1和封閉氣體2都是等溫變化。

問題三.此題中活塞的初、末態(tài)的受力情況是怎樣的？相當(dāng)于進(jìn)站要刷卡，出站要刷卡。

讓學(xué)生交流后，知道活塞受力分析。

【解析】設(shè)容器轉(zhuǎn)至水平時，AB兩部分氣體的體積分別為V¹和V²，兩部分氣體的壓強(qiáng)均為P，則對氣體A：P^AV^A=PV¹;氣體B：P^BV^B=PV²;

其中V^A+ V^B=V¹+V²

聯(lián)立解得：V²=6.24×10_-3m₃，V¹=3.76×10_-3m₃

與學(xué)生一起總結(jié)熱學(xué)氣缸類問題的解題思路，這樣，通過生活中熟悉的搭地鐵事例，提高了學(xué)生主觀能動性，提高了物理建模能力。

三、結(jié)語

這節(jié)課通過人們熟悉的生活場景“搭地鐵”作類比，課堂上學(xué)生們比以往的物理課更感興趣了，能主動思考，積極地討論交流，課堂練習(xí)完成的情況也比以往有較大的進(jìn)步。課后經(jīng)常有后進(jìn)生興奮地對我說他們再也不用擔(dān)心氣缸類問題了，感覺做這類問題像“搭地鐵”一樣容易。我很感動，同時也再次明白課前做好“醞釀”的課堂才會更有“味道”。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙雪琴新課標(biāo)下高中物理習(xí)題課有效教學(xué)研究[D]華中師范大學(xué)2017年

[2]張利利.平衡與活塞[J].學(xué)周刊.2011年29期.