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由高考江西理综物理之殇想到

2014-06-27应继祥程毓敏

物理通报 2014年3期
关键词:金属棒橡皮筋导轨

应继祥 程毓敏

(浮梁县第一中学 江西 景德镇 333400)

2013年高考江西理综全国新课标Ⅰ卷,考生再次惊呼高考物理 “狼来了”!物理试题的“难度”集中体现在第24和25两道计算题上,考生反映题型非常新颖,大大超出了平时的训练模型,感觉读不懂题意,因而无从下手.据统计,江西考生这两道计算题的得分率仅为28.7%.

是什么原因造成高考江西理综物理之殇?

1 题目与分析

【例1】(2013年高考江西卷第24题)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态,A,B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小.

图1

解析:设B车的速度大小为v.如图1,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A和B的位置分别为H和G.由运动学公式,H的纵坐标yA和G的横坐标xB分别为

xB=vt

在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1.因此,在时刻t有

HK∶KG=2∶1

由于△FGH∽△IGK,有

HG∶KG=xB∶(xB-l)=3∶1

HG∶KG=(yA+l)∶(2l)=3∶1

联立解得

点评:

本题的关键信息是“假定橡皮筋的伸长是均匀的”,正确理解并应用这一信息,画出直角坐标系, 标出A,B,R始末位置,依据题中的几何关系与比例关系,后面就很直观很简单了.该题凸显了基本数学能力的应用,不是靠平时大量的题海战术能起到作用的.

大多考生不习惯应用数学方法解决物理问题,而是根据平时的物理思维习惯,把重心放在分析点R的运动模式上,用运动合成与分解的物理方法去解题.

本题卷面分13分,江西考生平均得分4.3分;

启示:

在高考诸多能力要求中,分析理解能力和应用数学方法解决物理问题的能力是制约物理学科成绩提高的最大问题.因此,在物理教学与学生学习中,要特别注重这一能力的培养.

【例2】(2013年高考江西卷第25题)如图2,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L.导轨上端接有一平行板电容器,电容为C.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g.忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:

(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;

(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系.

图2

解析:(1)设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为E=BLv.

平行板电容器两极板之间的电势差为U=E.

设此时电容器极板上积累的电荷量为Q,按定义有

联立解得Q=CBLv

(2)设金属棒的速度大小为v时经历的时间为t,通过金属棒的电流为i,金属棒受到的磁场安培力方向沿导轨向上,大小为

fA=BLi

设在时间间隔(t,t+Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ,按电流的定义有

又因为

ΔQ=CBLΔv

联立上式可得金属棒受到安培力的表达式为

fA=CB2L2a

对金属棒受力分析,根据牛顿第二定律有

mgsinθ-μmgcosθ-fA=ma

解得

可见,金属棒做初速度为零的匀加速直线运动.t时刻金属棒的速度大小为

点评:

第25题卷面分19分,江西考生平均得分4.9分.

启示:

今后物理教学及学习应加强对基础知识的理解深度,重视以基础知识为依托的实际应用能力的培养, 强化由“知识立意”向“能力立意”过渡,尤其应注重对基本知识的理解能力、分析应用信息能力及理论联系实际的实验能力的培养.“用牢固掌握的知识进行判断,用敏锐的观察力进行分辨,用灵活的思维能力进行分析”是新课标的能力目标的要求.

2 对今后高中物理教学及学习的建议和启示

(1)加强对基础知识的理解深度.高考从某种意义上来说,主要是考查考生对一些基础知识理解的深广度.在学习过程中,要把重点放在对一些最基本知识的掌握理解上.首先是重视课本,其次是在学习过程中重视形成知识网络,最后是抓好基本概念、原理的掌握和应用.通过分析比较,多角度辨析,掌握概念的内涵外延,掌握原理和规律的本质,在深刻理解和有效运用上下功夫.

(2)重视以基础知识为依托的实际应用能力的培养.高考多年的重点始终是高中各学科中的那些最基本、最核心的内容,但纯知识性题目的考核逐渐在减少,取而代之的则是更多的知识应用性题目,因此教学中更应强调对知识的实际应用能力的培养.

(3)不能一味重视题型的训练.很多师生喜欢将各知识点归纳为若干种典型题型,针对各种题型总结特定的解题方案.江西省首批特级教师黄恕伯曾说,这种习惯极大地束缚了孩子的创造性思维,易形成解题的思维定势,缺少了自己的主观分析和判断能力,一旦遇到未曾见过的题型便手足无措.纵观今年高考江西物理之殇,黄老师这句话可谓一语中的,有先见之明.

总而言之,新课标以及以此立意的新高考带来了新的思维模式,教师、学生都得去适应这种变化.

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