基于核心能力考查 落實(shí)核心素養(yǎng)教學(xué)
——2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題的分析與教學(xué)建議

陳志軍

(安徽省績溪中學(xué),安徽 宣城 245300)

·高考命題研究·

基于核心能力考查落實(shí)核心素養(yǎng)教學(xué)
——2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題的分析與教學(xué)建議

陳志軍

(安徽省績溪中學(xué),安徽 宣城 245300)

本文對2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題進(jìn)行了深入的分析與拓展,并提出落實(shí)核心素養(yǎng)的教學(xué)建議.

全國卷;物理概念;科學(xué)思維;核心素養(yǎng)

圖1

原題.如圖1,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場.自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和-q(qgt;0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出.小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開.已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運(yùn)動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍.不計空氣阻力,重力加速度大小為g.求

(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;

(2)A點(diǎn)距電場上邊界的高度;

(3) 該電場的電場強(qiáng)度大小.

1 試題分析

1.1 命題立意

本題主要考查重力場和電場組成的復(fù)合場的性質(zhì)、合運(yùn)動與分運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律、牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用、平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及公式、動能定理及其應(yīng)用.考查學(xué)生的理解能力、推理能力、分析能力、綜合能力、思維能力以及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力.

1.2 試題特點(diǎn)

本題是多物體、多過程的綜合問題,涉及到力學(xué)和電學(xué)知識,突出力學(xué)的基礎(chǔ)地位,加強(qiáng)對合運(yùn)動與分運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、電場強(qiáng)度等核心概念的考查,注重數(shù)學(xué)建模能力、多過程的理解、分析能力,具有很強(qiáng)的選拔功能.

2 試題解答

(1) 設(shè)帶電小球M、N拋出初速度均為v0,則它們進(jìn)入電場時的水平速度仍為v0;M、N在電場中的運(yùn)動時間t相等,電場力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為ax,在電場中沿水平方向的位移分別為x1和x2.由題干條件和運(yùn)動公式可得

0=v0-axt，

(2) 設(shè)A點(diǎn)距離電場上邊界的高度為h,小球下落h時在豎直方向的分速度為vy,由運(yùn)動公式得

vy2=2gh，

因?yàn)镸在電場中做勻加速直線運(yùn)動,由幾何關(guān)系知

(3) 設(shè)電場強(qiáng)度為E,小球M進(jìn)入電場后做勻加速直線運(yùn)動,則

設(shè)M、N離開電場時的動能分別為Ek1和Ek2,由動能定理得

由已知條件知Ek1=1.5Ek2,

3 分析與拓展

3.1 圖像法求水平方向的位移之比

圖2

3.2 復(fù)合場中類斜拋的矢量運(yùn)算突破高度求解

圖3

方法1:運(yùn)用運(yùn)動學(xué)推導(dǎo)比例式.

方法2:運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式.

方法3:運(yùn)用對稱性和平拋運(yùn)動特點(diǎn).

3.3 分方向動量定理和動能變化關(guān)系求解電場強(qiáng)度

方法1:用運(yùn)動學(xué)公式.

方法2:運(yùn)用動量定理.

方法3:運(yùn)用動能關(guān)系.

4 教學(xué)建議

4.1 注重基本概念的理解和基本規(guī)律的應(yīng)用

本題不僅考查牛頓力學(xué)、勻變速直線運(yùn)動問題,更回歸到對運(yùn)動的合成與分解的概念、合運(yùn)動與分運(yùn)動的特點(diǎn)、平拋運(yùn)動的特點(diǎn)、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律、速度的分解、力的合成與分解等基本概念和基本規(guī)律的考查.本題很好地體現(xiàn)了基礎(chǔ)性,對物理基本功考查要求較高,在對新情境問題的解決過程中,突出學(xué)生的理解能力、推理能力、分析綜合能力等,也對中學(xué)教學(xué)跳出題海,回歸到加強(qiáng)物理基本概念和基本規(guī)律的掌握和發(fā)展學(xué)生基本核心素養(yǎng)的軌道上來.

4.2 注重知識的拓展,培養(yǎng)思維能力

本題雖考查的主要內(nèi)容是牛頓力學(xué)、勻變速直線運(yùn)動、合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系問題,但在教學(xué)中,可以拓展到平拋運(yùn)動的推論應(yīng)用、類斜拋運(yùn)動規(guī)律于處理、矢量運(yùn)算、復(fù)合場的處理、分方向動量定理、動能改變關(guān)系以及對稱性、對比等科學(xué)思維方法的應(yīng)用,反過來促進(jìn)學(xué)生對合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系本質(zhì)的理解,培養(yǎng)學(xué)生多向的、開放的發(fā)散性思維能力和創(chuàng)新能力,有效提高學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)方法的運(yùn)用水平.

4.3 注重數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,提高核心能力

本題類斜拋運(yùn)動的處理、矢量運(yùn)算、相似三角形的運(yùn)用、多物體多過程物理量關(guān)系的分析,很好地體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識在解決物理問題上的應(yīng)用.在中學(xué)物理教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識表述物理概念、總結(jié)物理規(guī)律,注重把物理情景和數(shù)學(xué)建模完美的結(jié)合起來,根據(jù)具體問題,找到物理量之間的關(guān)系.利用函數(shù)、幾何圖形、矢量運(yùn)算、復(fù)數(shù)、不等式、極限、數(shù)列等數(shù)學(xué)知識進(jìn)行運(yùn)算和推導(dǎo).啟發(fā)學(xué)生從不同角度、不同方向去分析問題中的數(shù)理關(guān)系,拓展分析思路與方法,增強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維、邏輯思維,增強(qiáng)利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力,提高核心能力,落實(shí)核心素養(yǎng).

2017-07-30)