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江蘇省鄭集高級(jí)中學(xué)城區(qū)學(xué)校(221116)

江蘇高考近3年力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的命題特色和備考策略

李勝?gòu)?qiáng)●

江蘇省鄭集高級(jí)中學(xué)城區(qū)學(xué)校(221116)

力學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考必考題型，本文通過(guò)對(duì)2014-2016年江蘇高考題的剖析，梳理江蘇高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的命題特色，體會(huì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的常規(guī)考查和創(chuàng)新考查，通過(guò)備考策略的研究加強(qiáng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的應(yīng)對(duì)措施.

力學(xué)實(shí)驗(yàn)題；命題特色；備考策略；創(chuàng)新考查

2005年秋，江蘇以第二梯隊(duì)身份進(jìn)入新課程改革，三年后的2008年夏，江蘇新課改第一次高考如期進(jìn)行，近幾年來(lái)江蘇高考物理試題特色鮮明，注重雙基考查，能力立意為主，高考的導(dǎo)向作用突出，為新課改的進(jìn)一步推進(jìn)指明了方向.

一、試題分析

2014年江蘇第11題2015年江蘇第11題2016年江蘇第11題實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的平行四邊形定則小磁鐵在銅管中下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置考查內(nèi)容(1)力的圖示(作圖法)(2)比較實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力的大小(3)實(shí)驗(yàn)誤差理論分析(4)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析(1)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(紙帶處理)(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論歸納(1)ΔEp=mgh中h的理解(2)ΔEk=12mv2中v的計(jì)算(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(ΔEp與ΔEk關(guān)系的理解)(4)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議易錯(cuò)點(diǎn)分析第(2)問(wèn)中比較實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拉力的大小,橡皮筋中的彈力不滿足胡克定律,此時(shí)應(yīng)根據(jù)題目給的具體情景具體分析,不能盲目經(jīng)驗(yàn)主意,Fa=Fb才是正確答案.第(2)問(wèn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(紙帶處理),確定一合適的點(diǎn)為O點(diǎn),每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),計(jì)算打4點(diǎn)時(shí)紙帶的速度時(shí)應(yīng)用到5.60和4.04這兩個(gè)數(shù)據(jù).第(3)問(wèn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(ΔEp與ΔEk關(guān)系的理解),憑經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單記憶盲目認(rèn)為是空氣阻力的影響,沒(méi)有從理論上分析ΔEp小于ΔEk在真正原因是v的測(cè)量偏大造成的.審題突破分析“他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同”是否意味著:用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到不同的長(zhǎng)度時(shí),讀數(shù)才可能相同,為Fa與Fb的關(guān)系鋪墊.“將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作,結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同”對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是引導(dǎo)學(xué)生理解電磁阻尼的原因.“在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條”和“取v=d/t作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度”,這兩句話即暗示學(xué)生ΔEk的測(cè)量誤差偏大的原因是v的測(cè)量偏大造成的,為第(3)問(wèn)中ΔEp與ΔEk關(guān)系的原因判斷鋪墊.

二、命題特色

1.注重基本規(guī)律、基本原理和實(shí)驗(yàn)基本技能的考查

2014年11題第(1)問(wèn)考查學(xué)生的作圖能力(力的圖示法求合力的大小)，第(3)問(wèn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的把握和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響因素的判斷，盡管是以選擇題的形式考查，得分情況不容樂(lè)觀，要求學(xué)生具有細(xì)致的審題能力和信息加工的能力，會(huì)順勢(shì)答題.

2015年11題第(1)問(wèn)考查學(xué)生對(duì)小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)裝置和操作細(xì)節(jié)的理解，要求學(xué)生理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，先通電后釋放的原則，在豎直方向上紙帶保持豎直的做法，第(2)問(wèn)考查紙帶處理的實(shí)驗(yàn)運(yùn)算技能，會(huì)用極限思想通過(guò)平均速度代替瞬時(shí)速度.

2.注重傳統(tǒng)與創(chuàng)新的銜接和過(guò)渡，不拘一格設(shè)置情景

2014年11題第(2)問(wèn)考查非彈性形變背景下的三力平衡的理解，先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，這表明胡克定律已不適用，傳統(tǒng)的F=kx的思維應(yīng)該摒棄，需要構(gòu)建新思維，先后兩次將橡皮筋拉伸到不同的長(zhǎng)度時(shí)，讀數(shù)有可能相同，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程最終O點(diǎn)和a、b兩點(diǎn)在同一條直線上，即前后兩次偏離豎直方向上的夾角相同，得出Fa=Fb.

2015年11題第(3)問(wèn)考查學(xué)生語(yǔ)言組織表達(dá)能力，通過(guò)觀察表格中的數(shù)據(jù)，體會(huì)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，總結(jié)出磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況以及磁鐵受到阻尼作用的變化情況，實(shí)質(zhì)是對(duì)變加速直線運(yùn)動(dòng)的理解，牛頓第二定律是解決問(wèn)題的理論基礎(chǔ).

2016年11題第(3)問(wèn)考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的敏感程度和數(shù)據(jù)分析能力，表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，且ΔEp小于ΔEk，這絕對(duì)不是由于空氣阻力造成的(本實(shí)驗(yàn)空氣阻力會(huì)使ΔEp大于ΔEk)，逼迫這學(xué)生再次回歸實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，尋找ΔEk大的原因(實(shí)質(zhì)是v的測(cè)量偏大).從傳統(tǒng)思維到創(chuàng)新思維的演變要緊跟實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取過(guò)程，決不能盲目的憑經(jīng)驗(yàn)主義，不假思考的死記硬背式的答題.

3.注重開放性問(wèn)題的設(shè)置，激發(fā)學(xué)生的頭腦風(fēng)暴

2014年11題第(4)問(wèn)考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，本問(wèn)具有開放性，學(xué)生可從實(shí)驗(yàn)器材的角度(橡皮筋的選擇)，實(shí)驗(yàn)操作的角度(水平力緩慢移動(dòng))，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的角度(改用彈簧稱或力傳感器)作答，只要合情合理就行.

2015年11題第(4)問(wèn)考查學(xué)生的對(duì)比思維，銅管更換為相同尺寸的塑料管，結(jié)果磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同，這表明塑料管對(duì)磁體沒(méi)有任何影響，沒(méi)有電磁阻尼作用，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出的結(jié)論實(shí)質(zhì)是法拉第電磁感應(yīng)的理解.

三、備考策略

1.加強(qiáng)對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理和常規(guī)設(shè)計(jì)方案的理解

力學(xué)實(shí)驗(yàn)有以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)：

(1)實(shí)驗(yàn)探究：速度隨時(shí)間的變化規(guī)律;

(2)實(shí)驗(yàn)探究：力的平行四邊形定則;

(3)實(shí)驗(yàn)探究：加速度與物體質(zhì)量，物體受力的關(guān)系;

(4)實(shí)驗(yàn)探究：機(jī)械能守恒定律.

四個(gè)實(shí)驗(yàn)中(1)(3)(4)都與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有關(guān)，所以關(guān)于紙帶處理和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理及使用注意事項(xiàng)要倍加關(guān)注，同時(shí)還要關(guān)注物理思想，如實(shí)驗(yàn)(2)中等效替代的思想，實(shí)驗(yàn)(3)控制變量的思想，實(shí)驗(yàn)(4)中轉(zhuǎn)化的思想.

2.加強(qiáng)對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)考查細(xì)節(jié)的關(guān)注

實(shí)驗(yàn)(1)紙帶處理時(shí)應(yīng)關(guān)注瞬時(shí)速度和加速度計(jì)算時(shí)時(shí)間間隔t的計(jì)算，不能盲目的誤以為t=0.02 s或t=0.10 s，實(shí)驗(yàn)(2)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)時(shí)應(yīng)關(guān)注估讀問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)(3)時(shí)應(yīng)關(guān)注是否需要平衡摩擦力以及怎樣才能恰好平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)(4)數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)關(guān)注空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.

3.加強(qiáng)對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)常規(guī)設(shè)計(jì)方案和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的比較分析

實(shí)驗(yàn)(2)有教材常規(guī)設(shè)計(jì)方案的構(gòu)建(結(jié)點(diǎn)O的位置同一次實(shí)驗(yàn)前后保持一致)，也可在常規(guī)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的構(gòu)建(結(jié)點(diǎn)O的位置前后兩次實(shí)驗(yàn)可以不一致)，不管怎樣，都是共點(diǎn)力作用下的三力平衡問(wèn)題，通過(guò)力的圖示構(gòu)建平行四邊形.

實(shí)驗(yàn)(3)可利用木板模型完成實(shí)驗(yàn)(需要平衡摩擦力且滿足m?M)，也可以利用氣墊導(dǎo)軌完成實(shí)驗(yàn)(不需要平衡摩擦力但要滿足m?M)，還可以借助傳感器測(cè)量小車受到的拉力(不需要滿足m?M)，故要結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)過(guò)程具體分析.

實(shí)驗(yàn)(4)可利用自由落體運(yùn)動(dòng)，也可以利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)探究單個(gè)物體的機(jī)械能守恒，利用自由落體運(yùn)動(dòng)研究時(shí)，會(huì)出現(xiàn)ΔEK<ΔEP的結(jié)果，利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)研究時(shí)，會(huì)出現(xiàn)ΔEK>ΔEP的結(jié)果，不管怎樣，都是空氣阻力的影響，故應(yīng)選擇密度大體積小的重錘為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒.實(shí)驗(yàn)(4)還可以借助連接體模型探究系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，仍然要具體問(wèn)題具體分析，不能盲目死記硬背.

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1008-0333(2016)34-0053-02