2020年全國Ⅲ卷理科綜合第25題的解法及教學(xué)啟示①

陳麗珊

(貴州省畢節(jié)市黔西第一中學(xué)，貴州 畢節(jié) 551500)

1 原題呈現(xiàn)

例題(2020年全國理綜Ⅲ卷25題)：如圖1所示，相距l(xiāng)=11.5m的兩平臺位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運(yùn)動，其速度的大小v可以由驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量m=10kg的載物箱(可視為質(zhì)點(diǎn))，以初速度v0=5.0m/s自左側(cè)平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.10，重力加速度取g=10m/s2。

圖1

(1) 若v=4.0m/s，求載物箱通過傳送帶所需的時間；

(2) 求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺時所能達(dá)到的最大速度和最小速度；

2 利用圖像法求解

圖2

(2) 若載物箱到達(dá)右側(cè)平臺時能達(dá)到的速度最大，畫出的v-t圖像如圖3所示。若載物箱到達(dá)右側(cè)平臺時能達(dá)到的速度最小，畫出的v-t圖像如圖4所示。

圖3

圖4

圖5

設(shè)載物箱從左側(cè)平臺到右側(cè)平臺運(yùn)動的時間為t4，結(jié)合圖5可得：

3 運(yùn)用圖像法的優(yōu)勢分析

(1) 從科學(xué)思維的視角看，圖像解法突出可視化，能直觀反映出載物箱具體的運(yùn)動情況，在運(yùn)算方面，利用v-t圖像下的“面積”與位移的關(guān)系就可求得時間，降低了計算難度。

(2) 從物理觀念的視角看，圖像能反映物體運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系、速度與時間的關(guān)系，可促進(jìn)學(xué)生的運(yùn)動與相互作用觀念的形成。

4 教學(xué)啟示

(1) 在問題解決中要重視引導(dǎo)學(xué)生選擇更優(yōu)的方法，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》根據(jù)問題情境的復(fù)雜程度、知識和技能的結(jié)構(gòu)化程度、思維方式等的綜合程度，劃分了5級學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，體現(xiàn)了學(xué)生在不同復(fù)雜程度情境中運(yùn)用重要概念、方法和觀念等解決問題的關(guān)鍵特征，所以問題解決的方法選擇體現(xiàn)了學(xué)生的核心素養(yǎng)水平。

(2) 在科學(xué)探究中要重視學(xué)生選用多種方式進(jìn)行交流和表達(dá)。在學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)方面，一要關(guān)注交流內(nèi)容的組織，包括問題的提出、探究方案的設(shè)計、數(shù)據(jù)的收集和整理、結(jié)論的得出及解釋、存在問題的反思等；二要關(guān)注表述的形式，包括文字、表格、圖像、公式、插圖等，在本題的解答中，選用圖像進(jìn)行表達(dá)，既實(shí)現(xiàn)了載物箱運(yùn)動情況的可視化，也實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維過程的可視化，是評價學(xué)生核心素養(yǎng)水平的重要依據(jù)。

(3) 在教學(xué)中要養(yǎng)成對問題進(jìn)行深度剖析的習(xí)慣?！耙活}多解，一題多變，一題多問”是針對某一問題從多角度去剖析的重要方式，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)背景下教學(xué)要從解題向問題解決的轉(zhuǎn)變的要求，需要優(yōu)化問題解決的方法。