从一道高考物理选择题引发的思考
——浅谈物理考查中的过度学术化倾向
2011-08-17沈金林
物理通报 2011年8期
关键词:高中物理
沈金林
(平湖中学 浙江 平湖 314200)
1 问题的由来
【例1】(2006年高考全国卷Ⅰ理综物理)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经时间Δt,身体伸直并刚好离开地面,速度为v.在此过程中
A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2
B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零
C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2
D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零
本题正确的答案是选项B.而考生大多误选选项A或C,错误地认为地面对运动员做的功应等于其动能变化.其实,运动员是一个由肢体的各部分组成的质点系,而高中物理的动能定理只适用于质点.质点系的机械能的变化不仅与重力、弹性力以外的其他外力做功有关,还跟内力做功有关.本题中运动员从下蹲状态向上起跳,机械能的增加是通过肢体内力做功实现的,地面对人的作用力没有做功.
从功的定义式出发分析,物理学中所谓的机械功是指作用在物体上的力和物体沿力的方向上发生的位移的乘积,这里的“位移”确切地说是指力的作用点沿力的方向对地的位移.本题中运动员从下蹲状态向上起跳过程中,重心的高度虽然发生了变化,但地面对人的作用力的作用点对地并没有位移,所以,地面对人的作用力并没有做功.
从功和能的转化角度分析,做功过程必然伴随着能量转化或转移.甲物体对乙物体做功,则甲物体的能量减少,而乙物体的能量增加.在运动员起跳过程中,地面与人之……
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