物理信息题解答分析，本文主要内容关键词为：题解论文,物理论文,信息论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
近来物理习题中出现一种“信息题”，这种题的特点是“题在书外，理也在书外”。题目知识背景是新的，解决问题所运用的有些知识也是学生没有学习过的，但在题中作了提供。如何解答物理信息题，这要求学生能在短时间内有效地获取新的知识信息，并运用这些新的知识信息，结合已有的物理知识来分析问题、解决问题。解答物理信息题，需要从以下几方面入手：
一、准确而迅速地从题中筛选信息
筛选，也就是辨析、选择、提取。我们平时处理语言文字材料，没必要也不可能巨细无遗地吸收所有的信息，这就要求经过辨析、选择、提取，有舍有取。所以，筛选信息既是提取有用信息的过程，也是舍弃无用信息、干扰信息的过程。
例1 测定患者的血沉，在医学上有助于医生对病情作出判断。 设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液。将此悬浮液放进竖直放置的血沉管内，红血球就会在血浆中匀速下沉，其下沉速率称为血沉。某人的血沉v的值大约是10mm／h。如果把红血球近似为半径为R的小球， 且认为它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f＝6πRηv。在室温下η≈1.8 ×10[-3]Pa·s。已知血浆的密度ρ[,0]≈1.0×10[3]kg／m[3]，红血球的密度ρ≈1.3×10[3]kg／m[3]。试由以上数据估算红血球半径的大小。
分析与解：该题中出现以下几个信息：血液是由红血球和血浆组成的悬浮液、红血球会在血浆中匀速下沉、 可以把红血球近似为半径为R的小球、它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f＝6πRηv。由以上几个信息可以建立如图1的物理模型，此时红血球在血浆中匀速下沉。
取红血球为研究对象，在血浆中受到竖直向下的重力mg、竖直向上的浮力F[,浮]、竖直向上的粘滞阻力f。
由于匀速下沉，则红血球所受合外力为零，即mg＝F[,浮]＋f。
物理信息题的信息可以通过题中所给文字或公式获取，也可以根据所提供的图像等获取。
二、建立合适的物理模型
实际问题往往是很复杂的，为了便于分析与研究，往往采用一种“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象化处理，保留主要因素，略去次要因素，得出一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，此种理想物质（过程）或假想结构就称之为物理模型。通过对物理模型的认识与研究，去获取关于原型客体的知识及其在自然界中的运动变化规律。它是一种物理科学研究的常用方法。
建立物理模型时，要突出主体因素，忽略次要因素，将研究对象设定为一个理想化的模型，并放在一个恰当的物理情景中分析。
例2 1997年8月26日在日本举行的国际学术会上。德国的研究组宣布了他们的研究成果：银河系的中心可能存在一个大黑洞。他们的根据是用口径为3.5m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年观测所得到的数据。他们发现，距银河系中心约60亿千米的星体正以2000km／s的速度围绕银河系中心旋转。根据上面的数据， 试在经典力学范围内（见提示2）。通过计算确认， 如果银河系中心确实存在黑洞的话，其最大半径是多少。（最后结果保留一位有效数字，引力常数G＝6.67×10[-11]N·m[2]·kg[-2]）
提示：1.黑洞是一种密度极大的天体，其表面的引力是如此之强，以致包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的作用。2.计算中可以采用拉普拉斯黑洞模型，即黑洞表面的物体初速等于光速也逃脱不了引力的作用。
分析与解：爱因斯坦曾经在广义相对论中预言过“黑洞”的存在，它是星体中的物质因引力而塌缩到极小的球半径范围时，其密度极大，周围的引力场可以强到任何物体都不能脱离它的束缚，甚至连光子都不能离开星体而去，这样外部世界将不可能看到此星体，故称为黑洞。其实它是某些类型星体的最后演变期。
设黑洞质量为M， 由题中信息“银河系的中心可能存在一个大黑洞、距银河系中心约60亿千米的星体正以2000km／s 的速度围绕银河系中心旋转”可以得到这样一个理想的物理模型：质量为m 的星体绕银河系中心做圆周运动，如图2所示。
它的密度大约是一般固体的一百万倍，由此可知，黑洞是一个密度极大的天体。
建立和研究物理模型的功能主要在于：一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差，从而较为方便地得出物体运动的基本规律；二是可以对模型讨论的结果稍加修正，即可用于实际事物的分析和研究；三是有助于对客观物理世界的真实认识，达到认识世界、改造世界、为人类服务的目的。
作为筛选必要延伸，整理信息也是相关的后续手段，题中的“天文望远镜的口径为3.5m”的信息为无用信息，应舍弃。
三、选用恰当的物理规律，结合物理知识，并灵活应用基本的物理知识解题。
由于信息题是以考查学生的自学能力和思维能力为核心，侧重点不在知识的考查上，所以涉及的物理过程并不复杂，所用的物理规律也不太繁难，解题时只要灵活应用基本的物理知识，问题就迎刃而解了。
例3
天文观测表明：几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀。不同星体的退行速度v 和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr式中H为一常量，称为哈勃常数， 已由天文观察测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T＝＿＿＿。根据近期观测，哈勃常数H＝3×10[-2]m／（s·光年），其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为＿＿＿年。
分析与解：题中提供两个信息，即宇宙在膨胀时，各星体以不同的速度向外匀速运动，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr；各星体匀速运动，设想我们位于其中心。
取大爆炸后的速度分别为v[,1]、v[,2]的两个星体研究（v[,1]＞v[,2]）。设大爆炸开始到现在经过的时间为T，由于各星体作匀速运动，物理模型如图3所示。
则两个星体的位移应满足：
这道题涉及的物理过程并不复杂，星体作匀速直线运动，解题时只要抓住题中的相关信息，运用匀速直线运动的位移公式，并不繁难。
为了适应教育改革的新形势，我们必须更新观念。在平时的物理学习中，首先，要重视学科的“双基”。充分使用好能体现物理学科特点的“双基”教材，以扎实的“双基”和有效的训练，适应综合学科实践的高考政策。其次，要具有人与自然、社会协调发展的现代意识。应从物理视角观察自然界、生产、生活和社会中的各类有关问题，并将了解的新信息与课内学习的有关知识结合起来，在分析评价的基础上应用新信息解决实际问题。再次，要培养科学素质和创新能力。科学素质主要包括对科学知识或结论过程的再认识、再理解能力、分析理解能力和其意义的认识评价能力。