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2016年全国新课标理综卷Ⅰ第25题阅卷感想

2016-03-21江西刘明忠

教学考试(高考物理) 2016年6期
关键词:动能定理势能审题

江西 刘明忠

2016年全国新课标理综卷Ⅰ第25题阅卷感想

江西 刘明忠

深入阅卷现场,了解答卷情况;熟悉阅卷规则,应对高考策略。

2016年全国新课标理综卷Ⅰ第25题注重对物理基础知识、基本能力和重要方法的考查。同时注重学科核心素养,突出对信息接受、吸收、整合的能力,解决问题的能力,多过程问题分析能力等方面的考查,下面将阅卷过程中学生出现的主要问题及本人阅卷感想与大家分享。

一、真题展示

图1

(1)求P第一次运动到B点时速度的大小;

(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能;

二、试题特点

1.切合高中教学课堂,贴近考生学习实际

试题以经典的力学模型——斜面、圆弧轨道与弹簧为背景,考查了单物体多过程的功能关系。重点考查学生在复杂运动中能量关系的运用,同时涉及曲线运动即圆周与平抛运动,是一道综合性较强的试题。试题突出考查学科核心内容和主干知识,涉及的知识均是学科基础知识,试题的落脚点比较基础,考查的知识点明确、具体。试题切合高中物理教学课堂,贴近考生的学习实际,学生容易入手。

2.思维起点要求适当,合理设置难度和梯度

以前的压轴题,大多数学生是能答出第一问和第二问,第三问一般是答不出来的,而且第三问常常要用到第一问的结论或思维方法,如果第一问、第二问没有做对,第三问常常很难答出来。今年的25题,三问是相对独立的。第二问求P运动到E点时弹簧的弹性势能,只要合理选择过程,完全可以避开第一问P第一次运动到B点时速度的大小。如选P从C点出发,最终静止在F点,分析整段过程和研究P从C点运动到E点过程就不需用到第一问的结论;第三问中平抛运动根本与前两问无关,求改变后P的质量尽管要用到第二问的P运动到E点时弹簧的弹性势能,如果第二问没有求出,可以假设为Ep,最后结果可能算不出来,最多扣结果的分数,还是可以得到大部分分数的。

3.问题设置独具匠心,解答思路、方法不唯一

试题贴近中学教学实际,从考生答题的思维规律出发,合理设置问题难度和梯度,由浅入深,由易到难,既使考生在解题时容易切入试题,拾级而上,又使不同层次的考生都有所收获,提高了试题的区分度,较好地体现了高考的选拔性功能。本题考查知识点多,有动能定理、弹性势能、功能关系、平抛运动、圆周运动,如果考生思路清晰、条理清楚,还是可以考出高分的。每个问题求解的思路、方法不唯一,体现了以人为本,公平公正的原则。如第一问可以用动能定理,也可以用牛顿运动定律、运动公式求解。第二问可以选取的物理过程相当多,学生可以根据自己的理解灵活选取,但是离不开两个方面的方程,一个是体现几何关系的方程,另一个是体现与要求问题有关的含有P运动到E点时弹簧的弹性势能的表达式。当然选取的方法、过程不一样,运算繁简程度会不一样。建议第一问学生用动能定理,第二问选P从C点出发,最终静止在F点,分析整段过程和P从C点运动到E点过程相对简便。

4.注重能力考查,注重科学严谨思维

本题考查的知识、能力比较多,但它难度并不大,每一问都有价值,第三问物体运动的水平位移和竖直位移需要画图计算,斜面和弧相切,不要想当然地认为C和D点在一条直线上,实际上它们之间是有一定夹角的;还有G点,需要搞清楚G和D平抛之间的水平位移和竖直位移,需要用角度和圆去计算。还要注意题中物理量的设计,特别要注意圆弧半径与题所给物理量R的关系,否则平抛运动这一问也可能失分。

三、典型错误归类分析

1.路程(位移)计算出错

在第一问中求P第一次运动到B点时的速度大小时,不管是用牛顿运动定律、运动学公式,还是用动能定理,s或l有算得错误数值2R、3R、4R、7R的,正确数值是5R,路程(位移)本不应出错。出错的原因是没有认真审题就匆匆下笔。阅卷过程中分步给分过程如下:路程(位移)计算1分,公式2分,最终结果1分。

第二问求P运动到E点时弹簧的弹性势能时,多种解法对应不同过程应用动能定理时,路程(位移)也有将近一半的学生计算错误导致结果出错。

平时要养成认真审题的习惯,注意审题的方法,学会审已知条件、隐含条件、关键条件,逐渐达到审题慢、做题快的境界。

2.作用力计算出错

平时要养成对受力物体进行受力分析的习惯,画好受力示意图,把握物体受力分析的准确性。

3.分析能力弱

典型表现在动能定理的应用上,特别是第二问求P运动到E点时弹簧的弹性势能时,对应不同过程应用动能定理有多种解法。比如:

(1)P从B点运动到E点的过程中,设B点到E点距离为x

应用动能定理得

(2)P从C点运动到E点的过程中,设B点到E点距离为x

应用动能定理得

(3)P从C点到E点再反弹到F点,设B点离E点的距离为x

应用动能定理得mg·3Rsinθ-μmg(7R+2x)cosθ=0

当然还可以针对其他的过程列式,不过在列出的表达式中,必须有两个表达式联立求解,同时其中一个表达式必含有Ep。阅卷中发现有相当数量的学生,不注重过程分析,不能正确列式,也不能正确得出运动过程中的路程(位移)。阅卷时动能定理表达式第一次出现给2分,后面出现给1分。

平时在学习过程中,注意物体多运动过程的过程分析,注意画出运动过程示意图帮自己准确理解题意。

四、参考答案

(1)选P为研究对象,受力分析如图2所示

图2

设P加速度为a,其垂直于斜面方向受力平衡

沿斜面方向,由牛顿第二定律得mgsinθ-Ff=ma

对CB段过程,由

代入数据得B点速度

(2)P从C点出发,最终静止在F点,分析整段过程

由C点到F点,重力势能变化量ΔEP=-mg·3Rsinθ①

减少的重力势能全部转化为内能。

设E点离B点的距离为xR,从C点到F点,产生的热量

由|Q|=|ΔEP|,联立①②解得x=1;

研究P从C点运动到E点过程

重力做功:WG=mgsinθ(5R+xR)

摩擦力做功:Wf=-μmgcosθ(5R+xR)

动能变化量:ΔEk=0

由动能定理:WG+Wf+W弹=ΔEk

(3)其几何关系如图3所示

图3

设P从D点抛出时速度为v0,到G点时间为t

其水平位移:3R=v0t

研究P从E点到D点过程,设P此时质量为m′,此过程中重力做功

五、备考感悟

通过对此题的分析,我们在学习过程中一定要注重对知识点的理解,注重知识之间的内在联系,注重物理过程分析,避免题海战术寻求万能解法。特别要注重培养理解、分析能力,能将抽象的问题实体化。把握物理主干知识的同时,要注意知识的系统性、全面性,切实提升学生各种能力的培养。

(作者单位:江西省上犹中学)

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