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围绕热点命题 贴近生活取材

2021-12-15尹红

云南教育·中学教师 2021年11期
关键词:昆明市钉子重力

尹红

2021年昆明市的初中学业水平考试已经落下帷幕,对于经历过此次考试的学生来说,物理无疑是讨论最多的一个科目。为什么今年的物理试题会如此“热门”呢?分析试题后不难发现,今年的物理创新题比较多。这些创新题往往与学生的生活实际联系紧密,特点鲜明,旨在考查学生的物理观念、物理思维、物理知识的迁移与应用能力。试题呈现了“物理源于生活”的特点,取材于学生熟悉的生活情境,让学生倍感亲切,拉近了物理与生活的距离。

例1 (昆明市·2)如图1,民间艺人将糖加热到流体状态,然后用它在平板上“画成”各种小动物,静待慢慢变硬后就制作成了栩栩如生的“糖画”。关于“糖画”,下列表述正确的是( )

A.糖是晶体

B.糖的内能一直在增加

C.糖分子之间只有引力没有斥力

D.糖先熔化后凝固

分析:糖画是学生在生活中经常能见到的艺术品。艺人用糖迅速“画”出选定图案的过程中包含了许多物理知识,将这样的情境搬进中考试题,在于考查学生的知识迁移能力。

例2 (昆明市·11)小明家有两口轻重不同的铁锅,长期使用的过程中发现:把菜倒入火辣辣的锅中,如果用重的那口,火力依旧,很适合“爆炒”;如果用轻的那口,火力大减,立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅,内能较    ,温度降低得较    的缘故。

分析:铁锅是每个家庭都有的烹饪工具,我们在使用轻重不同的铁锅炒菜时有不同的感受,其中蕴含着很多物理知识。以铁锅炒菜为背景的试题能够反映学生用所学物理知识解释生活现象的能力,即应用物理知识解决实际问题的能力。

例3 (昆明市·13)如图2,将钉子敲入木板时,敲击钉子的力有时会偏离钉子的轴线方向,可能会导致它被敲弯。若偏离的方向是图中的箭头方向,那么在敲击过程中,L较    时钉子更容易弯曲,因为此时对应的力臂较    ,使钉子弯曲的作用较大。

分析:在日常生活中,敲击钉子的现象可以说随处可见,其中所蕴含的力学知识并非高深的理论,是学生学习过的相关知识。有过敲击钉子经历的人都知道,如果用力不对,很容易将钉子敲弯,导致不能很好地将钉子钉入木板。这是因为如果用力方向偏离钉子的轴线方向,这个力的力臂就会变大,使钉子弯曲的作用效果就大,钉子也就很容易发生弯曲。这道题以常见现象作为切入点,既考查了学生的物理观念,又考查了物理思维,看他们能否用杠杆相关知识来解释生活中的现象。

例4 (昆明市·14)联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止(如图3所示),然后右脚抬离地面,能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后,人   (选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是___________________ 。

分析:学生在平时的学习中,知道二力平衡的条件是两个力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。也就是说,如果物体所受的两个力不满足这些条件,物体将不能处于平衡状态。人的左侧身体靠墙站立抬起右脚后,由于所受重力与支持力不在同一条直线上,这两个力不再平衡,故人不能再保持静止不动。

例5 (昆明市·15)如图4是池塘上方警示牌和它在水中“倒影”的两幅照片,(1)图4甲中的倒影没有牌子本身明亮,这是由于 ___________________;(2)由于刮风,图4乙中的水面有涟漪,倒影有些模糊,这是由于光发生了___________________  。

分析:生活中的光学现象数不胜数,只要我们留心观察,到处都有光学现象。水塘边的物体会经过水面的反射形成像,这就是平面镜成像现象。这种现象与实验室里观察到的平面镜成像本无区别,但这里的平面镜是“水面”,与平常我们照的镜子有所不同的是,并不是所有光线都能被反射,有一部分光要发生折射现象,导致我们观察到的像比物暗淡一些。当微风吹过时,水面会出现一些小波纹,不再如镜面一样平,光会发生漫反射现象,使得像变“模糊”。

例6 (昆明市·24)图5是一辆停在水平地面上的四轮轿车,轮子上的气嘴如图6甲所示,通过它可以对轮胎充气和测量胎压。现有一个胎压表(如图6乙,通过气嘴可测量胎压)、一把毫米刻度尺、两张白纸。请利用这些器材,估测这辆车的重力。设当地的大气压为p0,轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力忽略不计。

(1)需要测出的量是 ___________________ 、___________________ (不需要描述具体的测量方法,并用字母表示这些量);

(2)通过必要的分析,写出估测这辆车重力G的表达式(用已知量和测量量表示)。

分析:汽车早已走进千家万户,学生每天都能见到,要获得其重力的方式有很多,如可以通过地磅称量,也可以直接从汽车行驶证上查到等。但是如何利用两张纸、一把尺子和一个胎压表来估测汽车的重力呢?学生可能会感觉无从下手,这正是压轴题所要发挥的选拔功能。我们可以将两张白纸紧插到轮胎前后的地面上,两张白纸间的距离即轮胎与地面接触的长度,再测出轮胎的宽度,即可得到轮胎与地面的接触面积。接着,我们要对轮子与地面接触的那一部分橡胶进行受力分析,因为轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力可忽略不计,所以它受到轮胎内气体对它向下的压力、地面对它向上的支持力和大气对它向上的压力,最终处于平衡状态。我们可以得到:

G=(p-p0)S

如果进一步考虑汽车的四个轮胎,则可得到汽车的重力:

G=(p1-p0)S1+(p2-p0)S2+(p3-p0)S3+(p4-p0)S4

解决这道题用到的知识其实也不复杂,都是学生平时学到的知识,但如何将所学知识用来解决生活中的实际问题,则需要学生进行知识的迁移。

当然这样的例子还有很多,如2021年昆明市学业水平考试第21题。学生学习欧姆定律后,能够解答一些电路问题,但当用欧姆定律来解决生活中的实际问题,情境变得陌生时,就需要灵活运用所学的相关知识了。如果将相关知识学活,那么在面对第21题时,学生就能够将短路部分用电导线替换,测算短路点的位置实际上就是求短路导线的电阻,用到的方法就是学过的伏安法测电阻。这道题将欧姆定律和伏安法测电阻的知识点放在了实际情境中,在考查学生物理知识的同时,更加重视对学生应用知识解决实际问题能力的考查。

总体来讲,今年的昆明市学业水平考试物理试题在生活情境化的背景下,既考查了物理基础知识,也考查了学生的物理观念、物理思维、科学探究、科学态度与责任等,很好地体现了核心素养理念。试题紧密联系实际特别是联系学生生活实际,特点鲜明,目的在于引导教学应学以致用。试题注重对物理知识的理解和迁移,知识的综合运用、灵活运用,以及思维过程的考查等。试题还提醒教师,平时要重视知识形成过程的教学,重视知识的理解,重视能力的培养,重视引导学生運用所学知识多观察、思考身边的物理现象,要注重培养学生的核心素养。

◇责任编辑 邱 艳◇

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