浅谈解答初中应用物理竞赛题的技巧

每年一届的全国初中应用物理知识竞赛是一个对所学物理知识掌握应用水平高低的竞赛。其目的引导学生在学习物理知识的过程中要联系实际、联系生活、联系科学技术，在一个更大的天地中去学习物理，了解物理学在高科技、国民经济、日常生活中的重要作用，扩大视野，启迪思维，培养独立思考和创造精神。自1991年的第一届至今年的第十二届，笔者一直从事初三物理科和物理竞赛的教学和辅导工作，在多年的辅导工作中取得突出的教学效果，每届辅导的学生都有多人获全国奖。通过对历届竞赛题的分析总结，结合长期的教学研究体会，在此就如何解答这类应用知识竞赛题谈几点方法。
　　一、 善于联系实际，勤于观思考是解题的基础
　　我们知道，物理知识来源于生活实际和社会实践，是人类在生活、生产、社会实践中获得的经验的总结。所以学习物理知识若只局限于课堂上书本的学习是不够的，必须到生活、社会实际的大课堂中去学习物理、应用物理，才能把知识学活、用活。
　　在日常生活和社会实践中存在着大量的各种各样的物理问题，如日、月的东升西落，冰、水的相互转化，水电站、内燃机、轮船、电动机、人造卫星、核能发电、光纤通信、电脑及各种家用电器等等；而应用物理知识就是以生活、生产、社会中常见的现象为背景提出的问题，可见，解答应用物理知识题的基础和关键在于平时生活中要善于观察、勤于思考。如果我们对日常生活中的物理现象熟视无睹，或者虽然观察了，但未深入思考，那就等于脱离了“物”而学“理”，最终只能记住一些物理定律、公式。相反，如果日常生活中善于观察各种物理现象，并自己多问几个“是什么”、“为什么”，并积极利用所学的物理知识去分析、思考，设法得出问题的答案，这样不仅可以为解答应用物理知识题奠定必要的基础，同时这些丰富的感性材料，还有利用于我们透彻地理解物理概念和规律，这样才能将物理学活、用活，才能不断提高分析解决问题的能力。
　　总之，应用物理知识题就像在我们周围的生活和社会的一些常见事物上面画了个“？”，给我们提出了具体的观察对象和思考的方向。事实上我们天天生活在物理世界中，身边到处都有物理问题值得我们去研究。如：为什么水会流动？为什么空调器要装在高处？什么是近视眼？天上为什么会打雷？什么是温室效应？等等，这些决不止“十万个为什么？”。只有我们平时多观察，勤思考，才能真正学到有“物”的物理，才能为解答应用物理知识题打下良好的基础。
　　二、 把实际问题转化为物理问题是解题的关键
　　应用物理知识题都是生活和社会技术中的实际问题。它的显著特点是用生活中的语言来表述实际问题的具体情境，而不是用物理名词、术语直接给出的物理模型。它把物理知识隐蔽在实际事物之中，巳知条件或待求的实质问题常处于隐蔽状态，一般不能直接套用物理公式求解。这些都是与平时的练习题和试题的不同之处。所以，解应用物理知识题，首先要将实际问题转化为物理问题，用物理名词术语显现出它的物理真面目，再找出这个物理问题与哪些物理概念、规律有关系，即找准解题的理论依据，问题就迎刃而解了。例如：夏天，冰棍周围冒“白气”；水缸外壁“出汗”；卫生球日久变小。这些现象是否是升华？冒“白气”、“出汗”等都是生活语言。首先要转化成物理术语，与物理概念、名词联系起来 冒“白气”实质是冰棍周围空气中的水蒸气遇冷“液化”成小水珠；水缸“出汗”是水蒸气遇冷“液化”成露。卫生球日久变小，是从固态直接变成气态跑掉了，这就是升华现象。
　　对一些复杂的实际问题，要抓问题的实质进行合理的简化成物理模型。例如：家用电饭煲可以转化为图1的物理模型；家用电吹风机可以转化为图2的物理模型；通过这样的实物与物理模型的转化，就可以将复杂的实际问题变为一般物理问题进行解答了。由此可见，顺利完成由实际问题转化为物理问题是解应用物理知识题的关键一步，迈出这一步就是解题成功的一半。
　　三、准确熟练运用物理基础知识是解题的保障
　　物理基础知识是指一系列基本概念和基本定律、规律组成的知识体系。解答应用物理知识题必须以物理基础知识为依据，对生活技术中的实际问题做出正确的解释、判断或合理的解决。在解题过程中，同学们应注意做到以下两点：
　　1、准确运用物理概念和规律，克服主观猜想和乱套公式。例如：一辆汽车高速奔驰时比低速行驶时，两种情况相比，哪个惯性大？有的学生认为“高速惯性大”。产生错误的原因是没有理解惯性概念的真正涵义。又如：足球运动员用200牛的力一脚把球踢出10米远，运动员做了多少功？有的同学竟然得出：“W=FS=200牛×10米=2000焦”的错误结果。概念没有理解，物理过程还不清楚，就乱套公式，是出现上述错误的根本原因。由此可见，对于任何实际问题都要在观察、思考的基础上，以物理概念、规律为依据进行分析，不能乱套公式，更不能“想当然”地主观猜想。
　　2、灵活、熟练运用物理概念、规律，避免犯顾此失彼和片面武断的错误。例如：公路上的路灯最佳联结方法是 联。同学们很熟悉路灯的情景：晚上同时亮，白天同时熄灭。很容易想到是“串联”。从原理上分析，串联、并联都是可行的，但从实际考虑，串联不是“最佳”的方法。其原因是：一旦其中一只灯泡坏了，全部路灯都会熄灭，故障难以查寻。又如：一只白炽灯灯丝断后，重新搭上使用，灯泡会更亮，但很容易在搭接处再烧断。怎么样解释这个现象呢？这是我们日常熟悉的现象，要弄清其原因，就要求我们明确灯丝重新搭上使用时，哪些物理量发生了变化，这些物理量与现象之间的联系如何等。这些问题弄清楚了，就可以在P=UI，P=I2R和P= 等公式中选择合适的进行判断了：首先，灯泡的灯丝烧断后，重新搭在一起使用时，灯丝的长度减少，电阻减少，在工作电压U一定时，由公式P= 可知这时电灯的实际电功率增大，所以灯泡会更亮；其次，这时灯泡的实际电功率比额定功率大，灯泡就容易烧断，由于灯丝在搭接处存在接触电阻大，由公式P=I2R可知灯丝在搭接处的实际电功率比灯丝的要大，所以，灯丝很容易在搭接处再次烧断。
总之，同学们只有在系统地学好物理基础知识的同时，善于联系生活实际，勤观察、多思考，又注意加强知识应用的训练，才能不断提高我们的观察能力，培养独立思考和创新精神，才能将物理知识学活、用活，从而学到有“物”又有“理”的物理知识。