問渠哪得清如許，為有源頭活水來

王東本

摘 要：2016年高考新課標(biāo)卷Ⅱ第25題考察物體運(yùn)動(dòng)與相互作用、功與能等核心概念、規(guī)律的理解，是高中物理必修1與必修2知識(shí)點(diǎn)的綜合體現(xiàn)，題目綜合性非常強(qiáng)。在緊張的高考考場中，考生能準(zhǔn)確抓出題眼，解決本題就成功了一半。而解決本題的題眼曾經(jīng)在教科書常規(guī)練習(xí)題目之中出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高考；題眼；機(jī)械能守恒定律；新課標(biāo)卷

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1003-6148（2017）6-0048-2

2016年高考新課標(biāo)卷Ⅱ物理試題壓軸題在常見題型基礎(chǔ)之上進(jìn)行了改編，讓人耳目一新。試題通過恰當(dāng)設(shè)計(jì)，精心編排相關(guān)問題，意在讓考生運(yùn)用平時(shí)所學(xué)。同時(shí)解答此題要求學(xué)生拓展解決問題思維的廣度。在緊張的高考考場中，考生能準(zhǔn)確抓出題眼，解決本題就成功了一半，而解決本題的題眼曾經(jīng)在教科書常規(guī)練習(xí)題目之中出現(xiàn)。

題目 （2016年高考新課標(biāo)卷Ⅱ）25.輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放。當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖1所示。

物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動(dòng)物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后放開，P開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g。（1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍。[1]

考生看到這一題目的第一感覺就是題目很清新，感覺非常熟悉，誤認(rèn)為無難度可言。

為什么會(huì)有如此熟悉的感覺呢？原來在《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修2》（2010年4月第3版）第80頁“問題與練習(xí)”第一題中信息已經(jīng)出現(xiàn)[2]：

題目 把質(zhì)量是0.2 kg的小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖2甲所示。迅速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置C（圖2丙），途中經(jīng)過位置B時(shí)彈簧正好處于自由狀態(tài)（圖2乙）。已知B、A的高度差為0.1 m，C、B的高度差為0.2 m，彈簧的質(zhì)量和空氣的阻力均可忽略。（1）分別說出由狀態(tài)甲至狀態(tài)乙、由狀態(tài)乙至狀態(tài)丙的能量轉(zhuǎn)化情況。（2）狀態(tài)甲中彈簧的彈性勢能是多少？狀態(tài)乙中小球的動(dòng)能是多少？

課本中的題目是豎直平面內(nèi)彈簧-物體模型，而高考題目中是在這一模型后追加了水平面內(nèi)彈簧-物體模型。這兩個(gè)模型的相同點(diǎn)就是壓縮彈簧時(shí)彈簧所具有的彈性勢能是多少，也是解決這兩題相同的“題眼”之所在。

而高考題是在課本題目的基礎(chǔ)之上，以學(xué)生較熟悉的情景編排了該壓軸題，足見高考試題緊扣課本及課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明的要求，突出力學(xué)的基礎(chǔ)地位，加強(qiáng)對核心概念的考查力度。這也是近年來高考命題的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

高考題目更加重視對考生分析物理過程的能力考查，但這一切均要建立在課本題目中根據(jù)機(jī)械能守恒的知識(shí)求到壓縮彈簧時(shí)彈簧所具有的彈性勢能值。課本中第一問為解決這一問題搭建了很好的臺(tái)階。對具體課本中題目的理解學(xué)生感覺沒難度，抓住了小球和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。有了這一思想后，對于彈簧和小球組成的系統(tǒng)，小球從A→C過程，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：彈簧最初具有的彈性勢能 EP=mg（hAB+hBC）=0.2×10×（0.1+0.2） J=0.6 J。

“機(jī)械能守恒”的思想在本次高考壓軸題中體現(xiàn)得淋漓盡致。依題意，當(dāng)彈簧豎直放置，長度被壓縮至l時(shí)，質(zhì)量為5m的物體的動(dòng)能為零，其重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。由機(jī)械能守恒定律，彈簧被壓縮至l時(shí)彈簧的彈性勢能為：Ep=5mgl。這和課本出現(xiàn)的問題一模一樣。有了這一步的成功，解決后續(xù)的問題才能得到實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)彈簧壓縮為l時(shí)的彈性勢能得到了解決，之后出現(xiàn)的兩個(gè)問題就是考生平時(shí)所練習(xí)的常規(guī)試題了。但就學(xué)生解答本題的情況來看：本題滿分20分，其中第一問14分，第二問6分。而高考試卷分析報(bào)告本題均分2.99分，難度系數(shù)0.15，可知本題屬于難題[3]。該題出現(xiàn)的問題是考生要么出現(xiàn)空白，要么答題基本錯(cuò)誤。反映出學(xué)生在解題和思維上不能提取題目中的關(guān)鍵信息，就是無法通過前置情景計(jì)算出彈簧的彈性勢能是多少，考生對課本中的知識(shí)遷移能力欠佳。

從物理教學(xué)過程的實(shí)踐反思，學(xué)生出現(xiàn)這一問，發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)方面的原因：

首先是教師在物理教學(xué)中對物理概念、規(guī)律的教學(xué)“重結(jié)論、輕過程”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。教學(xué)中沒有幫助學(xué)生理解物理知識(shí)的形成過程和物理本質(zhì)，而把大量的應(yīng)該讓學(xué)生充分理解思考物理本質(zhì)的時(shí)間用在了大量的題目講解過程之中。

其次是教師對知識(shí)的形成過程和運(yùn)用過程中的科學(xué)思想方法重視不夠。沒有將物理科學(xué)思想方法教學(xué)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，一筆帶過，為講題而講題，脫離了對學(xué)生思維模式的培養(yǎng)。

另外，教師在物理高考復(fù)習(xí)中多數(shù)情況下采取的是題海戰(zhàn)術(shù)，未能對學(xué)生審題、分析問題、建模和邏輯思維能力進(jìn)行適當(dāng)培養(yǎng)，學(xué)生只是通過大量的練習(xí)、機(jī)械式的訓(xùn)練掌握住了淺層次的解題思路，遇到情境復(fù)雜、過程復(fù)雜的題目就無法具體問題具體分析了。

教材例題、習(xí)題是經(jīng)過精心挑選而設(shè)計(jì)的，它蘊(yùn)藏著豐富的思想方法和研究資源。教師應(yīng)重視對課本例題、習(xí)題的挖掘，注重對學(xué)生基本概念、規(guī)律的建立過程進(jìn)行培訓(xùn)；對知識(shí)的形成過程加強(qiáng)引導(dǎo)；并合理適當(dāng)?shù)赝ㄟ^課本例題、習(xí)題進(jìn)行拓展訓(xùn)練。教會(huì)學(xué)生審題意識(shí)，具備具體問題具體分析的能力，避免大量重復(fù)機(jī)械性的訓(xùn)練，讓學(xué)生能對例題、習(xí)題進(jìn)行反思，多角度、多層次地研究、鞏固和加深對知識(shí)的理解水平，把握知識(shí)方法的深度和廣度，培養(yǎng)其適應(yīng)高考考場的能力。

結(jié)合本高考題，縱觀高中學(xué)生物理學(xué)習(xí)的過程，“問渠哪得清如許，為有源頭活水來”之感也就油然而生了！

參考文獻(xiàn)：

[1]2016年高考新課標(biāo)卷.

[2]張大昌，彭前程，張維善.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理2 必修[M].北京：人民教育出版社，2010：78.

[3]王騁，郭強(qiáng).2016年高考理綜新課標(biāo)卷Ⅱ第25題賞析與評卷啟示[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016，45（9）：57-58.

（欄目編輯 陳 潔）