2014年高考物理江苏卷第15题的赏析与启示

《2014年高考物理江苏卷第15题的赏析与启示》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014年高考物理江苏卷第15题的赏析与启示（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、VoI_35 NO8 (2O14) 物 理教 师 PHYSICS TEACHER 第35卷第8期 2014年 201 4年高考物理江苏卷第15题的赏析 孟振洲 窦 林 (南京市第十三中学，江苏南京210008) 2014年江苏高考物理试卷第15题是一道起点低，创新性 强的计算题，是2007年以来第一次将力学题作为压轴题，改 变了以往电磁学独霸压轴题的历史本题以传送带为背景，从 学生熟知的一维问题转化为能力要求较高的二维问题，体现 了高考试题源于课本高于课本的理念，全面考察了学生的探 究能力和解决问题的能力，是一道不可多得的好题 原题如图1所示，生产 车间有两个相互垂直且等 高的水平传送带甲和乙

2、，甲 的速度为 小工件离开甲 前与甲的速度相同，并平稳 地传到乙上，工件与乙之间 的动摩擦因数为1乙的宽 度足够大。重力加速度为g 雠 昌 传送 ：口 口口口口 u (1)若乙的速度为 ， 求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离 ； (2)若乙的速度为2 ，求工件在乙上刚停止侧向滑 动时的速度大小 ； (3)保持乙的速度2 不变，当工件在乙上刚停止滑 动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复若每个工件的 质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗 均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率 1试题评析 本题源于教材中的传送带类的问题，容易上手，但是 又不拘泥于教材从学生熟悉的一维的

3、问题转化为二维的 问题，不仅涉及到牛顿第二定律，还涉及到了运动的合成 和分解在分析问题的过程中，又涉及到了参考系的选择， 所以很多考生在审题时遇到挑战，模型熟悉亲切，但又无 从下手笔者认为本题有以下几个亮点 (1)对摩擦力方向以及牛顿运动定律的考察人教版 必修1第58页中明确地提到了滑动摩擦力的方向总是沿 着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反而在学生解 题的过程中往往会把运动方向(相对地面)和相对接触物 与启示 运动方向搞混，很多考生认为物件滑上传送带后运动方向(相 对地面)在不断的改变，所以摩擦力方向在不断地改变产生 这个错误的原因是由于学生对摩擦力方向的错误判断，物件 在传送带上受到的摩

4、擦力应该与物件相对于传送带运动的力 向相反，由于初速度方向与合力(摩擦力)方向共线，所以物件 相对于传送带做直线运动，摩擦力方向不变 (2)对运动的合成和分解的考察运动的合成和分解 具有等时性，矢量性和独立性，所以物件在传送带乙上的 运动可以分解为沿传送带方向和垂直于传送带方向，这两 个方向的运动是等时同步的，所以当垂直于传送带方向的 速度减到0时，沿传送带方向的速度必定和传送带速度 相等 (3)对参考系的选择的考察如果以地面为参考系，物 件刚滑上传送带时的速度是垂直于传送带乙的摩擦力方 向和速度方向不共线，所以物件将做曲线运动，研究曲线 运动，必然要将曲线运动进行分解但如果以传送带乙为 参考

5、系，物体相对于传送带做的匀减速直线运动，问题的 处理会非常的方便 (4)对能量的考察最后一问要求算出驱动乙的电动 机的平均输出功率P，也就是要求出从物件刚滑上传送带 乙一直到物件和传送带乙相对静止时电动机对传送带做 的功和时间时间好求，电动机对传送带做的功怎么求? 功的求解可以从定义出发，也可以从能量守恒的角度出 发，还可以从作用效果的角度出发，所以这个对于学生能 力的考察是全方面的 2针对试题后期评讲过程的几点建议 笔者看来，这道压轴题是一道难度偏大，很有创新且 考查内容全面的好题，全方面地检查了学生解决物理问题 的能力，作为压轴题当之无愧认真分析审题并参看评分 标准后，笔者对试题有了更深的

6、认识现将几点想法与各 位同行分享，不妥之处敬请批评指正 (1)标准答案是选取地面为参考系，那么物件的运动 是曲线运动，所以将物件的运动分解成沿乙方向的运动和 程，养成实事求是的科学态度这个过程教师必须真正放 手，防止教师对操作讲解过分详细这样不仅减少了学生 的操作时间，还会使学生按教师的讲解“依葫芦画瓢”，而 失去尝试错误的机会，也禁锢了学生创新思维的发展 再次，由于高考实验重视教材但不拘泥于教材，再加 l二我们的学生有探究意识，但缺乏探究深度，所以在高三 实验复习中，必须带着问题对教材的原实验重新审视，找 出原理和方法的优缺点，通过比较多种方法之间的异同， 从本质上真正理解和把握实验原理；以

7、基本器材和基本 实验为基准点设置实验习题，拓展、挖掘它的实验功能； 根据高考试题高于课本的思路和呈现多样的态势，设置 “新”的实验情境，以典型问题为依托，顺势挖掘，进一步 培养学生的想象力、分析与探究能力和迁移能力，使学生 形成科学思维方式，从而更好地、独立地进行一系列科学 探究活动 (收稿日期：2O140612) 第35卷第8期 2O14年 物 理 教 师 PHYSICS TEACHER Vo135 NO8 (2O14) 侧向的运动，然后一一求解笔者认为，教师在分析讲评时 需引导学生理清为什么摩擦力的方向是不变的(强化摩擦 力方向分析要点)指出选取传送带乙为参考系，物件做匀 减速直线运动，则

8、第1问侧向位移 ，第2问速度 都能很 快求解 (2)第3问的解法是将物件、传送带乙和电动机看成 系统，整个系统能量守恒，所以电动机对传送带做功等于 物件动能的增加量与系统产生的热量之和从电动机的 作用效果来看，它只是使物件沿传送带方向动能增加，并 且使物件和传送带沿传送带方向产生相对位移(假设传 送带乙不动，物件滑上传送带后做匀减速直线运动，物体 克服摩擦力做功也产生热量，但这个热量与电动机做的 功无关)所以电动机做的功就等于物件沿传送带方向的 动能增加量加上由于传送带方向的相对位移产生的热 量这样对于学生来说可能比较容易理解当然最后一问 也可以直接从功的定义出发解决问题，电动机对传送带 做的

9、功的功率等于电动机对传送带的力乘以传送带的速 度由于传送带是匀速转动，所以电动机给传送带的力与 物件给传送带的摩擦力等大反向，这样就可以直接求出 电动机的功率 3其他解法 (1)以传送带为参考系，物件相对于传送带的速度为 2y=2l“ ，方向与传送带乙的运动方向成135。，所以摩擦力 方向与传送带的运动方向成45。，因此物件相对于传送带 做匀减速直线运动，以物体相对于传送带运动方向为正 方向 一一lg，0一 一2as 解出 一 ，即侧向位移 一 S- Vo 2 fzg (2)由于物件相对于传送带做匀减速直线运动，所以 侧向速度为0时，沿传送带方向速度也为0，物件相对于传 送带静止，即物件的速度

10、为2 (3)解法1：以传送带为参考系，物件相对于传送带的 速度为 一5 ，设摩擦力方向与侧向的夹角为0，由 “一一 ，0一lfJ22n ，t ， a 解得物件相对于传送带的位移为 一 ，物件的滑动时 g 间为f一 。所以电动机做功为 I； w一771(2v() 一0+1mgssin 一4mv() ， 即电动机的功率P： ：4,5,u mgvo 解法2：因为传送带匀速运动，所以电动机对传送带的 力F一 m ，传送带的位移为 j 一2u5Vo一215Vo 2， 即电动机对传送带做的功为 v 一cosa一 m 2V0 2FL 一4 2， v 一 cos 一 m 一4 2， 。pg 0 即电动机的功率

11、p-W一 J 解法3：因为传送带匀速运动，所以电动机对传送带的 力F g，可得电动机的功率为 pF(2 )cosa=umg(2 ) 一4_ J j 4该题对高中教学的启示 (1)在教学时应重视基本概念教学与延伸 笔者认为本题的题眼就是摩擦力方向的判断，考察的 核心概念就是滑动摩擦力的方向，但这个看似简单的内容 却成了学生做题时的拦路虎通过本题应该看到，日常教 学过程中的重点、难点问题同样是考试考查的重点问题， 更是具备甄选优秀人才能力的压轴考点教师在新课教学 的过程中需强化基本概念通过多种方式、利用不同模型 和情境引导学生广泛参与到摩擦力方向大小的判断中去， 激发兴趣，夯实基础并在高三复习阶段

12、有意识的针对优 秀学生开展基础知识的拓展延伸：将一维运动推广到二维 甚至三维，将单一过程拓展到多过程连接，单一对象向多 对象牵连模型展开，训练学生学会从多角度全方位的看待 问题 (2)面对高考，力、电知识同等重要 自2007年新的高考模式以来，高考物理江苏卷中力学 (必修)题目往往出现在计算题的第1题或第2题今年首作 为压轴题出现，改变了以往电磁学作为压轴题一枝独秀的 局面如果我们能再仔细回忆恢复高考制度以来作为压轴 题的试题类型，可以很清楚地发现，任何一个基础考点均有 可能成为压轴点(我们听说一些同行认为带电粒子在电磁 场中的运动将作为压轴考点，故在考前复习时做了特殊安 排，这应该会对考生产

13、生不利影响)从2014年的高考物理 江苏卷可以看出，对知识的全面掌握是根本，不应该以一种 投机的心态去揣摩试卷的考点分布位置顺序 (3)强调一题多解、举一反三，是提高学生能力的有效 手段 有教师认为试题打擦边球，认为本题对参考系选取这 一知识的考查要求偏高笔者认为本题利用运动的合成分 解同样可以顺利求解，只是选传送带乙为参考系来研究问 题会显得更为简单可以看出命题专家明确提醒大家，教 师在教学过程中不仅要让学生了解基础知识基本方法，也 要关注多角度，多层面的考查问题针对常见的简单物理 模型不能仅仅局限于常规方法的反复训练于延伸，更要关 注并指导部分有能力的学生，另辟蹊径的去解决问题，为 国家培养更多更具创造力的科技人才 (收稿日期：20140615)