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（江蘇省新海高級中學(xué)江蘇連云港222000）自新課程改革以來，全國各地已經(jīng)形成了“圍繞一個標(biāo)準(zhǔn)（國家課程標(biāo)準(zhǔn)）、使用不同教材；參考一個大綱（全國統(tǒng)一高考大綱）、命制不同試題”的百花齊放的局面。筆者分析近年來全國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來描述學(xué)生認(rèn)

2、知發(fā)展水平的評價方法（簡稱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（多個相關(guān)方面）和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（將多個相關(guān)方面整合成有機整體）。其中對力學(xué)知識的要求多處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，電學(xué)和其他知識多處于多元結(jié)構(gòu)水平，也就是說高考對力學(xué)知識的考查要求比電學(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、近三年來力學(xué)部分高考考點及解讀1.主要考點《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》和《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一物理考試大綱（課程標(biāo)準(zhǔn)實驗版）》要求學(xué)生掌握的Ⅱ級知識點，同時也是近年高考高頻考點的有：勻變速直線運動的規(guī)律及其圖像、共點力的平衡、牛頓運動定律及其應(yīng)用、運動的合成與分解、拋體運動、勻速圓周運動、功和功率的概念及計算、動能和動能定理、機械能守恒定律及其應(yīng)用、功能關(guān)系、萬有引力定律及其應(yīng)用、簡諧運動的公

4、式和圖像（橫波的圖像）、波速與波長頻率（周期）的關(guān)系、動量守恒定律及其應(yīng)用等。實驗操作、探究技能要求有：研究勻變速直線運動、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系、驗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、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、用單擺測重力加速度、驗證動量守恒定律。要求會正確使用的力學(xué)儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤等。2.考點解讀：（1）高考選擇題考查的知識點

5、主要包括運動的描述及其規(guī)律（含用運動學(xué)圖像描述）、力的概念及運算（如摩擦力、力的合成與分解、共點力平衡等）、牛頓第二定律（含連接體問題、超失重現(xiàn)象等）、平拋運動和圓周運動、萬有引力、功和能，選修部分有機械振動和機械波（主要是振動和波動圖像）、單擺、動量守恒定律。解答題重在考查考生分析力學(xué)問題的過程和方法，以及對解決力學(xué)綜合問題的三大規(guī)律的熟練運用情況，這三大規(guī)律是：力的觀點（牛頓運動定律和運動學(xué)公式）、動量的觀點（動量定理和動量守恒定律

6、）、能量的觀點（動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系）。（2）實驗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、螺旋測微器等）、測量性實驗、探究性實驗。近年來對實驗原理、實驗方法及步驟、實驗數(shù)據(jù)的處理（代數(shù)法和幾何圖像）、實驗誤差的分析等都有涉及，考查可謂面面俱到。二、命題特點1.追求平穩(wěn)、注重雙基近年來我國每年參加高考的考生大約有900萬人，從政治高度來看高考必然要追求平穩(wěn)，高考試卷自然也要相對穩(wěn)定。研讀全國和各自主命題省

7、份近三年來的物理（或理綜）試卷發(fā)現(xiàn)，追求平穩(wěn)是試卷的顯著特點之一。“穩(wěn)”表現(xiàn)在兩個方面：一是試卷結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，二是試卷難度相對穩(wěn)定。如全國理綜（新課程卷）物理試題由8道選擇、2道實驗、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道實驗和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道實驗、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有變化，近三年來的試題“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，試題均特別注重對基礎(chǔ)知識和基本方法的考查?，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。從某時刻開始，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)，動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件（假設(shè)滑動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，彈簧的伸長量為，有L?解得0sin???Lkmg?kmgL?sin??此時彈簧的長度為kmgL?sin?（2）當(dāng)物塊的位移為x

10、時，彈簧伸長量為，物塊所受Lx??合力為??LxkmgF?????sin合聯(lián)立以上各式可得kxF??合可知物塊作簡諧運動（3）物塊作簡諧運動的振幅為kmgLA?sin4??由對稱性可知，最大伸長量為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，上式右端達到最大值，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)工具解決問題的能力。3.覆蓋面廣、重點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)中的所有知識點，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點，覆蓋了大多數(shù)Ⅱ級考點和部分重要的Ⅰ級考點，如勻變速直線運動、平拋、圓周運動、萬有引力、牛頓運動定律、功和能等年年必考，難以兼顧的知識點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)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)