潘淑賢 熊建文
摘要:本文對(duì)2008年廣東高考物理試卷最后一題進(jìn)行了詳細(xì)分析,探討多過程問題的求解方法,及培養(yǎng)學(xué)生分析多過程題的能力,形成應(yīng)對(duì)這類考題的教學(xué)策略。
關(guān)鍵詞:2008年高考;多過程物理題
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2009)1(S)-0044-4
2008年廣東高考是新課改背景下的第二年高考,題目設(shè)置更為合理,層次分明,文字閱讀量減少,物理情景敘述簡(jiǎn)潔清晰,最后兩道大題采用一題多問的風(fēng)格。此次考卷突出基礎(chǔ)知識(shí)的考核,重視教材回歸,同時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生獲取知識(shí),解決問題的能力和綜合解題能力的要求。
2008年廣東高考?jí)狠S題20題以“碰撞”為模型特征,包含“相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定理”等知識(shí)。壓軸題要求考生有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的解決問題的思維程序,能構(gòu)建理想化的物理模型。其解題的關(guān)鍵就是要抓住物理情景中出現(xiàn)的狀態(tài)、過程與系統(tǒng),對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析、運(yùn)動(dòng)情景的分析和物理過程的分析。
1 高考試題分析
題目 如圖1所示,固定的凹槽水平表面光滑,其內(nèi)放置U形滑板N,滑板兩端為半徑R=0.45m的1/4圓弧面,A和D分別是圓弧的端點(diǎn),BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑塊P1和P2的質(zhì)量均為m,滑板的質(zhì)量M=4m。P1和P2與BC面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.10和μ2=0.40,最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力,開始時(shí)滑板緊靠槽的左端,P2靜止在粗糙面的B點(diǎn),P1以v0=4.0m/s的初速度從A點(diǎn)沿弧面自由滑下,與P2發(fā)生彈性碰撞后,P1處在粗糙面B點(diǎn)上,當(dāng)P2滑到C點(diǎn)時(shí),滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連,P2繼續(xù)滑動(dòng),到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度為零,P1與P2視為質(zhì)點(diǎn),取g=10m/P2。問:
(1)P2在BC段向右滑動(dòng)時(shí),滑板的加速度為多大?
(2)BC長(zhǎng)度為多少?N、P1和P2最終靜止后,P1與P2間的距離為多少?
題目分析
這是一個(gè)串聯(lián)式“多過程”問題,物理過程較為復(fù)雜,若將復(fù)雜的物理過程分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的有規(guī)律的子過程,找出子過程間的相互聯(lián)系,那么物理過程將清晰化。
過程分析
過程1:滑塊P1從A點(diǎn)滑落到B點(diǎn)的過程中,機(jī)械能守恒。
過程2:P1與P2發(fā)生彈性碰撞,由于P1、P2質(zhì)量相等,所以P1與P2發(fā)生速度交換。
過程3:P1相對(duì)滑板靜止,與滑板以共同速度前行,此過程中,滑板、P1與P2構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
過程4:當(dāng)P2滑到C點(diǎn)時(shí),滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連,P2繼續(xù)滑動(dòng),從C運(yùn)動(dòng)到D的過程中,機(jī)械能守恒,到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度為零。
過程5:P2開始從D點(diǎn)滑落下來最后靜止在BC上某一點(diǎn),DC段機(jī)械能守恒。
解析 對(duì)于P1有: