En los últimos años, ha aparecido un nuevo tipo de pregunta en el examen de física que evalúa el procesamiento de materiales de los estudiantes, la obtención de información de ellos y el procesamiento de información. Las preguntas de información son buenas preguntas para evaluar la capacidad de los estudiantes para comprender, analizar y aplicar conocimientos de manera flexible para resolver problemas. Su raíz de pregunta se basa en un evento y problema en la vida diaria, la producción y la tecnología moderna, proporcionando cierta información, permitiendo a los candidatos filtrar información relevante a través de la lectura, la comprensión, el pensamiento y el análisis, abstraer problemas prácticos en procesos físicos y establecer un modelo físico. y luego aplicar información relevante del planteamiento de la pregunta para resolver el problema. Los portadores de información son diversos, como textos, fórmulas, gráficos, tablas, imágenes funcionales, etc. Este tipo de preguntas requiere que los estudiantes lean primero los materiales del tipo de preguntas, busquen la información útil requerida y comprendan la intención de la proposición; luego, lo más importante es utilizar el conocimiento existente y combinar la información proporcionada en la pregunta de manera flexible; deducir conocimientos, análisis exhaustivos, migraciones y cambios para, en última instancia, obtener respuestas precisas.
1. Características de las preguntas de información
1. Relevancia → Las preguntas de las preguntas del examen implican la correlación de conocimientos dentro de la materia y la correlación de conocimientos entre materias.
2. Oculto → La información útil de las preguntas del examen no es obvia a simple vista, pero está oculta en las preguntas. Se requiere que los estudiantes lean las preguntas atentamente, y el contenido de las preguntas debe ser conciso, evitar "trampas", salir de malentendidos y encontrar la información requerida.
3. Transferibilidad → Específicamente, qué conocimientos físicos están relacionados con las preguntas del examen, qué leyes físicas deben aplicarse y qué modelos físicos deben usarse para resolver los problemas.
2. Soluciones generales a problemas de información
1. Proceso general
2. Métodos generales para resolver problemas
(1) Leer las preguntas cuidadosamente y extraiga información útil. (2) Abstraer y simplificar información útil en procesos físicos. (3) Utilice modelos físicos para determinar métodos de resolución de problemas. La clave y la dificultad para resolver problemas de información es cómo transformar con éxito los "problemas de información" en "problemas tradicionales" comúnmente practicados.
En tercer lugar, clasificación de las preguntas de información
Las preguntas de información generalmente se pueden dividir en cuatro categorías: aplicación, abierta, nuevo conocimiento y completa.
Cuarto, análisis de ejemplo de clasificación
(1) Tipo de aplicación
Ejemplo 1 El hormigón es barato y tiene una fuerte resistencia a la compresión, pero no es tracción ni barras de acero. También son resistentes. Normalmente las partes de los edificios de hormigón que deben soportar fuerzas de tracción se refuerzan con barras de acero. En la Figura 1 a continuación, la posición correcta de las barras de acero en la losa del piso y el balcón es ().
(Figura 1)
Análisis: capture información útil de los materiales de la pregunta: ① El hormigón resiste la compresión y las barras de acero resisten la compresión y la tensión. (2) Las partes tensadas de los edificios de hormigón deberían reforzarse con barras de acero. Después de procesar la información, se puede ver mediante análisis y razonamiento que la persona está parada en el suelo de la habitación, ejerciendo presión hacia abajo sobre la plataforma. Dado que las paredes en ambos extremos del piso sostienen el piso y se doblan hacia abajo bajo presión, el piso soporta la presión desde arriba y la fuerza de tracción hacia abajo, por lo que las barras de acero en el piso de la habitación deben colocarse en la parte inferior. Las personas que se encuentran en el balcón ejercen presión hacia abajo sobre el balcón. Debido a que solo un extremo del balcón está presionado contra la pared, el balcón se dobla hacia abajo bajo la presión, lo que hace que la parte superior del balcón se estire y la parte inferior se comprima, por lo que las barras de acero del balcón deben colocarse en la parte superior. Respuesta: Respuesta
(2) Apertura
Diseñe un experimento para medir la velocidad inicial de una pequeña bola de hierro cuando se lanza verticalmente. Ahora proporcionamos pequeñas bolas de hierro, cronómetros, reglas largas, balanzas y otros instrumentos.
Análisis: (Opción 1) Use una regla larga para medir la altura máxima del movimiento vertical de lanzamiento hacia arriba de la pequeña bola de hierro como H, y use la fórmula v= para calcular la velocidad inicial.
(Opción 2) Usa un cronómetro para medir el tiempo de ascenso t de la pequeña bola de hierro que se lanza verticalmente hacia arriba y usa la fórmula v=gt para calcular la velocidad inicial.
(Opción 3) Utiliza un cronómetro para medir el tiempo total t durante el proceso de lanzamiento vertical de la pequeña bola de hierro. Dado que el tiempo de subida durante el lanzamiento vertical es igual al tiempo de caída, la velocidad inicial se calcula mediante la fórmula v=gT/2.
Las tres soluciones anteriores son científicamente correctas, pero la precisión y operatividad de la medición son diferentes. A través de la guía de los profesores, los estudiantes pueden analizar, razonar y comparar para obtener los mejores resultados (Opción 3).
Hay largas tablas de madera, básculas de resorte y bloques de madera sobre la mesa experimental horizontal. Diseñe un experimento para medir el coeficiente de fricción por deslizamiento entre bloques de madera.
(Figura 3)
(Figura 2)
Análisis: (Opción 1) Como se muestra en la Figura 2, use una balanza de resorte para medir la gravedad g del bloque de madera, y luego la larga tabla de madera se fija en el marco de hierro al lado de la mesa, y se usa una balanza de resorte para tirar del bloque de madera horizontalmente para realizar un movimiento lineal uniforme. En este momento, la lectura de la balanza del resorte es F, entonces la fuerza de fricción por deslizamiento sobre el bloque de madera es f = F y el coeficiente de fricción por deslizamiento entre el bloque de madera y la tabla de madera es μ = f/g.
(Opción 2) Como se muestra en la Figura 3, use una balanza de resorte para medir el peso g del bloque de madera, luego fije la balanza de resorte en un marco de hierro cerca de la mesa y use fuerza horizontal para alargar la tabla de madera para hacer un movimiento lineal lento. Cuando el bloque de madera y la tabla larga de madera se deslizan entre sí, la balanza de resorte tiene una lectura estable Fx, entonces la fuerza de fricción por deslizamiento sobre el bloque de madera es f=Fx, y el coeficiente de fricción por deslizamiento entre el bloque de madera y la tabla de madera El tablero es μ = FX/g.
Las dos soluciones anteriores son científicas, pero la precisión y operatividad de la medición son diferentes. A través de la guía de los profesores, los estudiantes pueden analizar, razonar y comparar para obtener los mejores resultados (Plan 2).
En resumen, cuando se hacen preguntas abiertas en física, la respuesta a menudo no es única, pero la mejor respuesta se puede obtener mediante el análisis, el razonamiento y la comparación. Examinar eficazmente la imaginación, el pensamiento divergente y las capacidades de innovación.
(2) Nuevo tipo de conocimiento
(Figura 4)
Ejemplo 4: El campo magnético tiene energía La energía por unidad de volumen en el campo magnético es. Se llama densidad de energía y su valor es B2/2μ, donde B es la intensidad de inducción magnética, μ es la permeabilidad magnética y μ es una constante conocida en el aire. Para medir aproximadamente la intensidad de inducción magnética b cerca de la cara del extremo magnético de una barra magnética, un estudiante usa una barra magnética con un área final A para atraer una pieza de hierro P con la misma área y luego aleja la pieza de hierro de el imán una pequeña distancia δ L con fuerza, y mide La fuerza de tracción F se obtiene, como se muestra en la Figura 4. Debido a que el trabajo realizado por F es igual a la energía del campo magnético en el espacio, se puede concluir que la relación entre la intensidad de inducción magnética B y F y A es b =.
Análisis: Esta pregunta se titula “Densidad de Energía del Campo Magnético”, la cual aporta nuevos conocimientos y requiere resolver los problemas planteados en la pregunta. Superficialmente, estas cuestiones parecen complejas y difíciles. De hecho, siempre que lea atentamente, reflexione detenidamente, comprenda la connotación del material, elimine riesgos e interferencias y obtenga la información necesaria para resolver el problema, podrá pasar de lo complejo a lo simple y de lo difícil a lo fácil. Información útil capturada de los materiales de las preguntas: ①La energía por unidad de volumen en el campo magnético se llama densidad de energía y su valor es B2/2μ. (2) Aleje el área del extremo A de la pieza de hierro del imán una distancia corta δl y mida la fuerza de tracción f..③El trabajo realizado por F es igual a la energía del campo magnético en el espacio. Después de procesar la información, podemos saber que el trabajo realizado por la fuerza de tracción F es w = f δ L, y la energía del campo magnético en el espacio E = a δ Lb2/2μ, los dos son iguales: B=( 2μF/A)1/2 .
(4) Tipo integral
Ejemplo 5 Las bicicletas eléctricas son actualmente un medio de transporte relativamente de moda. La placa de identificación de una determinada marca de bicicletas eléctricas es la siguiente:
Modelo: 20 pulgadas (Diámetro de la rueda: 508 mm) Especificación de la batería: 36 V 12 Ah (batería)
Masa del vehículo: 40 kg Velocidad nominal: 210 r/min (rpm).
Dimensiones: largo 1800 mm × ancho 650 mm × alto 1100 mm Tiempo de carga: 2-8 horas.
Motor: tracción trasera, motor de imán permanente CC voltaje/corriente de funcionamiento nominal: 36 V/5 A.
(1) Según los datos relevantes de esta placa de características, la velocidad nominal de este vehículo es aproximadamente ().
a. 15 km/h b. 18 km/h c. 20 km/h d. 25 km/h
(2) En transporte, "eficiencia del transporte de pasajeros" Se utiliza para reflejar una cierta eficiencia del vehículo. La "eficiencia del transporte de pasajeros" se refiere al producto del número de pasajeros por unidad de consumo de energía y la distancia de transporte, es decir, eficiencia del transporte de pasajeros =.
Una persona puede viajar 30 km en una bicicleta eléctrica y el consumo de energía es de 1 MJ (106 J). Un automóvil normal de cuatro pasajeros puede viajar 100 km y el consumo de energía es de 320 MJ. Entonces, la relación entre la eficiencia del transporte de pasajeros de la bicicleta eléctrica y este auto es ().
a. 6:1 b. 24:1 c. 12:5d 48:7
(3) La masa del ciclista es m=60kg y la fuente de energía. es almacenamiento de energía Es una batería de "36V 10Ah" (es decir, el voltaje de salida es 36V y el producto de la corriente de funcionamiento y el tiempo de funcionamiento es de 10 a. m.). La potencia de entrada del motor utilizado tiene dos niveles, concretamente P2=180W = 65438. Teniendo en cuenta las pérdidas provocadas por diversos factores como la fricción de la transmisión y el calentamiento del motor, la potencia de una bicicleta eléctrica es el 80% de la potencia de entrada. Si la resistencia de una bicicleta eléctrica es proporcional a la velocidad de conducción y la presión de la bicicleta sobre el suelo, es decir, f = kmgv, donde k = 5,0× 10-3s m-1 y g es 65438. Pregunta: (1) ¿Cuál es el tiempo máximo de conducción de una bicicleta eléctrica cuando viaja en dos marchas? (2) La velocidad máxima que puede alcanzar una bicicleta eléctrica en una carretera recta. (3) Calcule la carrera máxima de la bicicleta eléctrica en una carretera recta cuando se selecciona "Alta potencia".
Análisis: El portador de la información de esta pregunta se expresa en palabras y tablas.
(1) Obtenga información útil de la tabla: ① Diámetro de la rueda: 508 mm. ②Velocidad nominal: 210r/min (rpm). Según la fórmula: v=2πnR, calcule la velocidad nominal del automóvil. La respuesta es c.
(2) Capture información útil del texto: "Eficiencia del transporte de pasajeros =", la relación entre la eficiencia del transporte de pasajeros de la bicicleta eléctrica y este automóvil, mediante el cálculo es la respuesta: b.
(3) (1) Según la fórmula P=IU, las dos corrientes se pueden obtener de la siguiente manera: I 1 = A; I2 = 5 A. Según la capacidad de la batería, t 1 = = 3h; t2 = =2h (2) La bicicleta eléctrica funciona a máxima potencia y alcanza la velocidad máxima cuando se mueve a velocidad constante.
Hay fuerza de tracción f = f = kmgvm, fuerza de tracción f = los dos tipos anteriores existen al mismo tiempo:
vm = = = 5,37 m metros/segundo. (3) Ignorar bicicletas eléctricas Proceso de arranque y desaceleración, se puede considerar que la bicicleta eléctrica puede viajar a una velocidad máxima de 2 h, es decir, sm=vmt=5,37×3600×2 m=38,6km.
5. Al responder preguntas de información, preste atención a las siguientes cuestiones.
1. Superar la abstinencia. Muchos candidatos a menudo se estremecen ante este tipo de preguntas y no se atreven a practicar. Deberíamos generar confianza y superar el miedo a las dificultades.
2. Revisa las preguntas y refina la información. Una característica distintiva de las preguntas de información es que tienen descripciones de texto largas. Si van acompañadas de imágenes y tablas, el volumen de las preguntas será mayor. Inevitablemente habrá una mezcla de información válida e información no válida en las preguntas de la prueba, lo que requiere que los candidatos tengan la capacidad de extraer información válida y procesarla. Al responder una pregunta, lea la pregunta, comprenda el tema y extraiga información eficaz.
3. Modelización y análisis integral. Aunque las preguntas de información reflejan la capacidad integral de la pregunta, inevitablemente se centrarán en puntos de conocimiento. Entonces, al resolver problemas, es necesario descubrir en qué puntos de conocimiento pensar. Convierta la situación específica reflejada en la pregunta en un modelo idealizado abstracto para su análisis y utilice los conocimientos de física que ha aprendido para resolverlo.