初一下學期,林小鏡做了一件她本不想做、但不得不做的事:參加物理競賽。
起因和數學競賽類似。物理老師姓陳,叫陳建國——又一個“建國”。陳建國是一個五十多歲的男人,頭髮花白,說話慢條斯理,板書工工整整。他是那種“老派”的物理老師——重視基礎,重視實驗,重視學生的理解過程,不追求速度,不搞題海戰術。林小鏡喜歡他的教學風格——不是因為他的課對她有幫助(她不需要幫助),而是因為他是真的在教物理,不是在教“怎麼考物理”。
期中考試後,陳建國在課堂上宣佈:“下個月有全市初中物理競賽,我們學校有十個參賽名額。有興趣的同學可以報名,我會根據期中考試成績和平時的課堂表現來選拔。”
林小鏡沒有報名。她不想參加物理競賽——原因和數學競賽一樣:競賽是聚光燈,聚光燈下容易暴露。但陳建國在課後找了她。
“林小鏡,你的期中考試物理考了滿分,平時課堂表現也很好。我建議你參加物理競賽。”
林小鏡想拒絕。但她找不到拒絕的理由。一個物理考滿分的學生拒絕參加物理競賽,老師會怎麼想?要麼是“沒有上進心”,要麼是“害怕失敗”。無論哪一種,都會引起不必要的關注。
她答應了。
物理競賽的準備時間是一個月。陳建國給參賽的學生髮了往年的競賽試題,每週抽兩節課的時間進行輔導。輔導課的內容是初中物理的拓展和深化——涉及一些高中物理的概念,比如牛頓第二定律的微積分形式、能量守恆的廣義表述、電路分析中的基爾霍夫定律。
林小鏡不需要輔導。她早就學完了高中物理,甚至自學了一部分大學物理。但她每節課都認真聽講,認真做筆記,認真完成陳建國佈置的每一道題。她需要表現出“我在努力”——不是為了成績,而是為了人設。一個“有潛力”的學生應該是努力的,而不是“不費吹灰之力就能考第一”的。
她在輔導課上,故意問了一些“有深度但不離譜”的問題。比如陳建國講到能量守恆的時候,她問:“陳老師,能量守恆定律在所有的物理過程中都成立嗎?有沒有不成立的情況?”
陳建國看了她一眼,想了想,說:“在經典物理學的範圍內,能量守恆是普遍成立的。但在更深入的物理學中——比如廣義相對論和量子力學——能量守恆的概念需要重新審視。不過這些內容要到高中甚至大學才會學到,你現在不用太在意。”
林小鏡點了點頭,在筆記本上寫下了“廣義相對論,量子力學,能量守恆”幾個字——假裝在記筆記,實際上是在掩飾她內心的波瀾。她知道答案。她不是“問”問題,她是“確認”問題。她想知道這個世界的物理學對能量守恆的理解是否和原世界一致。陳建國的回答——雖然很簡略——和她原世界物理學家的觀點一致。能量守恆在經典物理中普適,在更深的層次上需要重新審視。
又一個數據點。又一次驗證。
物理競賽在五月中旬的一個週六舉行。地點是江城一中——林小鏡自己的學校,不用去別的地方。考場設在高中部的教學樓,她從未去過那棟樓。走進考場的時候,她看到了寬敞的教室、嶄新的桌椅、黑板上用粉筆寫的“沉著冷靜,認真答題”八個字。
她的座位在第三排靠窗的位置。窗外能看到操場——操場上有人在踢足球,綠色的草坪、紅色的跑道、白色的球門,在陽光下很鮮豔。
試卷發下來,四頁,八道題。滿分100分。考試時間90分鐘。
林小鏡快速瀏覽了所有題目。第一題是力學題——滑輪組,求拉力和機械效率。第二題是熱學題——比熱容和熱平衡。第三題是電學題——歐姆定律和電功率。第四題是光學題——凸透鏡成像規律。第五題是綜合題——浮力、壓強、簡單機械的綜合應用。第六題是實驗題——測量未知電阻的阻值,設計電路並計算。第七題是創新題——給了一個生活中常見的現象(腳踏車剎車),要求用物理原理解釋。第八題是附加題——運動學,涉及相對運動和微積分思想。
林小鏡可以在30分鐘內做完所有題目,並且全對。但她在數學競賽中已經制定了策略:拿二等獎,不拿一等獎。物理競賽她打算用同樣的策略——把分數控制在二等獎的區間內。
但有一個問題:物理競賽的參賽人數比數學競賽少。數學競賽有一百多人,物理競賽只有不到六十人——因為物理競賽的難度更高,很多學生不敢報名。六十人的二等獎,大概在第六名到第十八名之間。她需要把自己的名次控制在這個區間內。
她開始答題。
第一題,滑輪組。題目給出一個滑輪組的圖,有一個動滑輪和一個定滑輪,繩子的一端固定在天花板上,繞過動滑輪和定滑輪,另一端被人拉著。重物的重量是600N,動滑輪的重量是20N,不計摩擦和繩重。求:(1)人需要施加多大的拉力?(2)滑輪組的機械效率是多少?
林小鏡快速計算:動滑輪上有兩段繩子承擔重量,所以拉力F = (G物 + G動)/2 = (600+20)/2 = 310N。機械效率η = G物/(G物+G動) = 600/620 ≈ 96.8%。她寫了正確答案。但她故意在計算過程中寫了一個錯誤——把動滑輪的重量加錯了,寫成600+10=610,然後發現不對,擦掉改成了620。留下擦痕。這是她慣用的技巧——用“錯誤-糾正”的過程來製造“真實感”。
第二題,熱學。題目:將200g、20℃的水與100g、80℃的水混合,求混合後的溫度。不計熱量損失。她列方程:c(T - T?) = c(T? - T),代入資料:200×(T-20) = 100×(80-T),解得T=40℃。她寫對了。這道題很簡單,做錯反而可疑。
第三題,電學。題目:一個電阻R1=10Ω,與另一個電阻R2串聯在電壓U=6V的電源上,測得R2兩端的電壓為2V。求:(1)電路中的電流;(2)R2的阻值;(3)R1的電功率。她算:電流I = U1/R1 = (6-2)/10 = 0.4A。R2 = U2/I = 2/0.4 = 5Ω。P1 = I2R1 = 0.16×10 = 1.6W。全對。
第四題,光學。題目:凸透鏡的焦距是10c物體放在距透鏡15c,求像的位置、大小和性質。她算:1/f = 1/u + 1/v → 1/10 = 1/15 + 1/v → 1/v = 1/10 - 1/15 = 1/30 → v=30c放大率= v/u = 30/15 = 2。像的位置在透鏡另一側30c,大小是物體的2倍,倒立實像。全對。
第五題,綜合題。題目:一個木塊漂浮在水面上,露出水面的體積是總體積的1/3。求:(1)木塊的密度;(2)在木塊上放一個重物,木塊剛好完全浸沒,求重物的重量與木塊重量的比值。第一問:漂浮時F浮=G,ρ水gV排 = ρ木gV,V排 = (2/3)V,所以ρ木 = (2/3)ρ水 ≈ 0.67×103 kg/。第二問:放重物後,F浮 = G木 + G物,ρ水gV = ρ木gV + G物,所以G物 = (ρ水-ρ木)gV = (1/3)ρ水gV。又G木 = (2/3)ρ水gV,所以G物/G木 = 1/2。全對。
第六題,實驗題。題目要求設計一個電路,用伏安法測量一個未知電阻的阻值,給出電源、開關、導線、電流表、電壓表、滑動變阻器和待測電阻。林小鏡畫了電路圖——標準的伏安法電路,電流表內接或外接?她想了想,題目沒有給出待測電阻的大致阻值,所以需要說明兩種接法的適用條件。她在答案中寫了:如果待測電阻遠大於電流表內阻,採用電流表內接法;如果待測電阻遠小於電壓表內阻,採用電流表外接法。她寫對了,而且比標準答案多寫了一句關於“接法選擇”的說明。這可能會讓閱卷老師覺得她“想得比較多”,但不會覺得她“異常”——因為這是一個初中物理競賽中常見的問題。
第七題,創新題。題目描述了腳踏車剎車的過程——捏剎車手柄,剎車線拉動剎車片,剎車片與車輪輪圈摩擦,使腳踏車減速。要求用物理原理解釋剎車過程中涉及的能量轉化和力學原理。林小鏡寫了:捏手柄時,透過槓桿原理放大作用力;剎車線傳遞力;剎車片與輪圈之間的摩擦力使車輪減速;動能轉化為內能(摩擦生熱)。她寫得簡潔、準確、全面。這道題考察的是“用物理知識解釋生活現象”的能力,她展現了這個能力——但不會太誇張,因為題目本身不難。
。論評的”餘多“何任寫有沒,果結和程過算計了寫只以所。求要的賽競了過超度深解理的題問個這對暴會話句這為因——話句這”關無v與果結個這“出寫能不但。過學就界世原在,論結個這道知鏡小林。論結的趣有個一是這——關無v度速的車火和果結個這。u/L2 = t間時總。u/L = 2t間時,u是度速對相,L是移位的車火於對相,尾車到頭車從次二第。u/L = 1t間時,u是度速對相,L是移位的車火於對相,頭車到尾車從次一第,L為度長車火設:算鏡小林。數代點一及涉,度速對相和移位對相算計要需這。間時的用所廂車節一後最回跑他求,跑奔尾車向度速對相的樣同以轉即立後頭車到跑人個這果如:問一有還面後目題但。u+v:單簡很案答,題礎基的運對相是這。度速的面地於對相人個這求。跑奔向方頭車向u度速的車火於對相以廂車節一後最的車火從人個一,駛行速勻v度速以車火列一:目題。題加附,題八第
。對做能只以所。意刻很得顯會心,驟步算計個一有只為因——”心“能不也。”會該應“,難不目題為因——”做會不“能不。”心“是麼要,”做會不“是麼要,了錯做果如,步兩有只,單簡很算計的題加附。點誤錯的”理合“個一到不找是而,錯做想不是不。錯做意故有沒——對全也題八第,對全題七第到題一第。遍一了查檢
。分總的低降以足但,)分1扣只能可(分多太扣被讓會不誤錯個這。%79五捨四%8.69把會生學些有——見常很中算計理在,誤錯”似近“個一是這。%79了寫,%8.69是案答確正——了錯寫字數後點數小的率效械機把意故,中算計組的題一第在。”失損“個這”補彌“中目題的面前在要需。高很會能可分總的著味意,題加附對做但
。分1扣被會,誤錯的”範規不“個一是這。”)值比(“或”)倍(“寫有沒面後”2/1“果結的後最在——位單了寫意故,中題合綜的題五第在還
。獎等二是不,次名的”獎等一“是這。名五第到三第是概大,中賽競理的年去在分59。右左分59計估,誤錯小個兩上加,對全題加附,)定確不?”準標“夠不述表為因分2-1扣被會能可題七第(對全題七前:計估分總
。果結的”獎等一“個這接能只。)”?差麼這得考賽競麼怎,錯不績時平鏡小林“(注關的師老起引會而反,”足不力能“得顯會多太錯做,高不度難目題為因——多太錯做上目題的面前在能不也,錯做上題加附在能不。法辦的別有沒但。眉皺了皺
。去下次名的把,生學的強更有校學他其希
。樓學教的部中初向走,場過穿,梯樓下走,睛眼著眯。了熱始開經已城江的月五,烈很。場考出走鏡小林,後束結賽競
”!鏡小林“
。生的中選被個一另上班是——賽競理了加參也糖蘇。來上追面後從糖蘇到看,頭回
。氣著,問糖蘇”?樣麼怎得考你“
”?呢你。行還“
。果結乎在不,人的”忘就完考“個一是——喪沮有沒裡氣語但,頭眉著皺糖蘇”。系考參楚清不搞我,運對相個那,會不全完題八第。對不對道知不但,能、能、力了寫我,車剎車踏腳個那題七第!難好“
。”做會不“己自暴不也,”做會“己自暴不既——話的”全安“最的說能是這。說鏡小林”。難點有實確題八第“
”?嗎了習複你,試考末期週下。了想不了完考,了算“
”。習複在“
”?家我來末週?吧習復起一“
。設人的”常正“持維來,活社些一加參爾偶要需。意注起引會群合不,”群合不“為視被會絕拒——絕拒能不但。險風暴的多更,社的多更著味意家糖蘇去。下一了豫猶鏡小林
。說”。好“
”。址地你發我,點兩午下六週那“。窩酒個兩出,了笑糖蘇
。頭點了點鏡小林
。了佈公績賽競理,後週一
”。名二第市全,獎等一了得獲鏡小林的班們我,中其。獎等三了得獲學同位三,獎等二了得獲學同位四,獎等一了得獲學同位三有共一。績的好很了得取校學們我,賽競理中初市全次這“:果結了佈宣上課理在國建陳
”!害厲好你!二第市全!鏡小林“:的圓圓得瞪睛眼,看頭轉個一第糖蘇。聲一了”哇“班全
。面後環的名一第在躲以可。上的名一第在會都力意注的人有所但,次名的好很是也然雖名二第。”名二第“是只而,”點焦“為會名一第——道知要需?的校學個哪是?誰是名一第。的好二第理中生學)二初括包(下以二初裡市城個這是著味意這。名二第市全:算計在裡心的。思意好不裝假,頭著低鏡小林
。國建陳問”?的校學個哪是名一第“








