高考物理力學(xué)部分命題探究

1、高考物理力學(xué)部分命題探究張海宏崔曉霞（江蘇省新海高級(jí)中學(xué)江蘇連云港222000）自新課程改革以來(lái)，全國(guó)各地已經(jīng)形成了“圍繞一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)）、使用不同教材；參考一個(gè)大綱（全國(guó)統(tǒng)一高考大綱）、命制不同試題”的百花齊放的局面。筆者分析近年來(lái)全國(guó)各地的高考物理和理科綜合試卷發(fā)現(xiàn)，力學(xué)部分分值（不含力與電、磁等其他部分的綜合）大約4667分，約占全卷或物理科部分的40.1%55.8%。按照著名教育心理學(xué)家比格斯教授提出的用等級(jí)來(lái)描述學(xué)生認(rèn)

2、知發(fā)展水平的評(píng)價(jià)方法（簡(jiǎn)稱SOLO理論，由低到高分為單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平、擴(kuò)展的抽象水平），高考物理試卷要求的SOLO層次多處于多元結(jié)構(gòu)水平（多個(gè)相關(guān)方面）和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（將多個(gè)相關(guān)方面整合成有機(jī)整體）。其中對(duì)力學(xué)知識(shí)的要求多處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，電學(xué)和其他知識(shí)多處于多元結(jié)構(gòu)水平，也就是說(shuō)高考對(duì)力學(xué)知識(shí)的考查要求比電學(xué)部分高，更高于熱學(xué)、光學(xué)、原子物理等。為了幫助高三師生更好地搞好力學(xué)部分的復(fù)習(xí)，筆者結(jié)合近三年的高考物理

3、試題，談?wù)劻W(xué)復(fù)習(xí)的方法和策略。一、近三年來(lái)力學(xué)部分高考考點(diǎn)及解讀1.主要考點(diǎn)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》和《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一物理考試大綱（課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）》要求學(xué)生掌握的Ⅱ級(jí)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也是近年高考高頻考點(diǎn)的有：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其圖像、共點(diǎn)力的平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、拋體運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、功和功率的概念及計(jì)算、動(dòng)能和動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用、功能關(guān)系、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公

4、式和圖像（橫波的圖像）、波速與波長(zhǎng)頻率（周期）的關(guān)系、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用等。實(shí)驗(yàn)操作、探究技能要求有：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、用單擺測(cè)重力加速度、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。要求會(huì)正確使用的力學(xué)儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤等。2.考點(diǎn)解讀：（1）高考選擇題考查的知識(shí)點(diǎn)

5、主要包括運(yùn)動(dòng)的描述及其規(guī)律（含用運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像描述）、力的概念及運(yùn)算（如摩擦力、力的合成與分解、共點(diǎn)力平衡等）、牛頓第二定律（含連接體問(wèn)題、超失重現(xiàn)象等）、平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力、功和能，選修部分有機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（主要是振動(dòng)和波動(dòng)圖像）、單擺、動(dòng)量守恒定律。解答題重在考查考生分析力學(xué)問(wèn)題的過(guò)程和方法，以及對(duì)解決力學(xué)綜合問(wèn)題的三大規(guī)律的熟練運(yùn)用情況，這三大規(guī)律是：力的觀點(diǎn)（牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式）、動(dòng)量的觀點(diǎn)（動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律

6、）、能量的觀點(diǎn)（動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系）。（2）實(shí)驗(yàn)技能考查主要分為三種情況：基本儀器的使用和讀數(shù)（如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等）、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理（代數(shù)法和幾何圖像）、實(shí)驗(yàn)誤差的分析等都有涉及，考查可謂面面俱到。二、命題特點(diǎn)1.追求平穩(wěn)、注重雙基近年來(lái)我國(guó)每年參加高考的考生大約有900萬(wàn)人，從政治高度來(lái)看高考必然要追求平穩(wěn)，高考試卷自然也要相對(duì)穩(wěn)定。研讀全國(guó)和各自主命題省

7、份近三年來(lái)的物理（或理綜）試卷發(fā)現(xiàn)，追求平穩(wěn)是試卷的顯著特點(diǎn)之一?！胺€(wěn)”表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是試卷結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，二是試卷難度相對(duì)穩(wěn)定。如全國(guó)理綜（新課程卷）物理試題由8道選擇、2道實(shí)驗(yàn)、2道解答和3道選做題構(gòu)成；北京理綜物理試題由8道選擇、1道實(shí)驗(yàn)和3道解答題構(gòu)成；江蘇高考物理試題由5道單選、4道多選、2道實(shí)驗(yàn)、3道選做和3道解答題構(gòu)成。并且各種題型中“力、熱、光、電、原”所占題目數(shù)量及分值也都基本沒(méi)有變化，近三年來(lái)的試題“易、中、難題”

8、比例幾乎相同，試卷難度系數(shù)大致相當(dāng)。試題題型常規(guī)、涉及的物理模型也幾乎都是考生所熟悉的。試題起點(diǎn)低，極少出現(xiàn)偏題、怪題，利于學(xué)生平穩(wěn)發(fā)揮。另外，試題均特別注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法的考查?，F(xiàn)舉例如下：例1.（2013重慶理綜試題）某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ。若此人所受重力為G，則椅子各部分對(duì)他的作用力的合力大小為A.GB.GsinθC.GcosθD.Gtanθ例2.(2013年新課標(biāo)Ⅱ卷)一物塊靜止在粗糙的水平

9、桌面上。從某時(shí)刻開(kāi)始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖像是θ（4）為使斜面始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件（假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力）？?解析：（1）設(shè)物塊在斜面上平衡時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為，有L?解得0sin???Lkmg?kmgL?sin??此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為kmgL?sin?（2）當(dāng)物塊的位移為x

10、時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為，物塊所受Lx??合力為??LxkmgF?????sin合聯(lián)立以上各式可得kxF??合可知物塊作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（3）物塊作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為kmgLA?sin4??由對(duì)稱性可知，最大伸長(zhǎng)量為kmgL?sin4?（4）設(shè)物塊位移x為正，則斜面體受力情況如圖所示，由于斜面體平衡，所以有水平方向0cossin1?????FFfN豎直方向0sincos12??????FFMgFNN又，??LxkF????cos1mgFN?聯(lián)立可得，?c

11、oskxf??sin2kxmgMgFN???為使斜面體始終處于靜止，結(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)有，所以2NFf?????sincos2kxmgMgxkFfN????當(dāng)時(shí)，上式右端達(dá)到最大值，于是有Ax?????????sincos44cossin42kLmgMgmgkL????該題綜合考查了考生理解、分析、推理以及應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決問(wèn)題的能力。3.覆蓋面廣、重點(diǎn)突出高考試卷由于題量的限制，一份試題不能涵蓋課程標(biāo)準(zhǔn)中的所有知識(shí)點(diǎn)，然而，縱觀近幾年

12、的高考試卷，每份試卷都在盡量拓寬考查的知識(shí)點(diǎn)，覆蓋了大多數(shù)Ⅱ級(jí)考點(diǎn)和部分重要的Ⅰ級(jí)考點(diǎn)，如勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋、圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能等年年必考，難以兼顧的知識(shí)點(diǎn)則采取輪流考查的方式，這突出了讓學(xué)生全面了解學(xué)科知識(shí)體系的思想。例6.(2013重慶理綜)如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱軸OO′重合。轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)