用Working Model 2D为情景试题搭情境
用Working Model 2D为情景试题搭情境
试题:
一水平放置的圆盘绕竖直轴转动,如图甲所示。在圆盘上沿半径开有一条均匀的狭缝。将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转轴平行,分别置于圆盘的上下两侧,且沿圆盘半径方向匀速移动,传感器接收到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出光信号强度I随时间t变化的图像,如图乙所示,图中,。根据上述信息推断,下列选项正确的是
A.圆盘在做加速转动
B.圆盘的角速度
C.激光器与传感器一起沿半径向圆心运动
D.图乙中
解答情况:
165人答卷,103人答错,错的考生中,错在选A的49人、选C的33人。
能去错选B的,应该绝大部分已经在头脑中架构了情景。只是算错了——因为如果他能算出来正确的,他就选出了正确的D了。
错选A、C的考生是怎么想的呢?他们很可能极强烈地注意到了图象中的信号持续时间在逐渐变短,于是:
①设想激光器是静止的,那么圆盘越转越快,信号持续时间自然越来越短;
②既然圆盘是匀速的,激光器越近于圆心则激光器处的圆周长越小,时间则越短。
两种错误都是思维习惯不好的表现,解决问题想当然,凭感觉,没有分析和论证。第一种错误,是没有分析出来图象信号上升沿在0.2s、1.0、1.8s表示的是圆盘周期;第二种错误是对圆周运动头脑里仍然只有一套线量(线速度与弧长)描述体系、没有角量(角速度与圆心角)描述体系。
选A的是维护思维链条的长度很短的考生,喜欢做题凭感觉。选C的考生虽然取得了超过A类考生的进展,但他们解题品质很不好,知识整合能力弱,知识零碎。如果选C的同学能够画一画同等弧长下对应的圆心角,会发现,再考虑弧长比线速度、圆心角比角速度都能求时间二者有何不同,大概能够实现自己超越自己,从而生成对未来考试时自己对自己的信心与激励。
在想象和抽象分析之后,再使用Working Model 2D的模拟,或许可以得到更加直观的体验。高三时期一上来就开始直观,也是值得讨论的——想象力、分析力怎么生长起来?