涂德新

(江西師范大學(xué)附屬中學(xué),江西 南昌 330046)

高考物理題是怎樣煉成的
——探析2016年江蘇高考試題第14題的演變過程

涂德新

(江西師范大學(xué)附屬中學(xué),江西 南昌 330046)

縱觀每年的高考物理試題可以發(fā)現(xiàn)很多的新情景、新問題,不過新的試題往往有其來源和出處.本文研究2016年江蘇高考物理試題第14題的原型題,管窺高考命題者的命題思想.

高考物理；原型題；演變研究

2016年江蘇高考物理試題延續(xù)了江蘇省自主命題的特點(diǎn),在保持題型不變的前提下,每年都有新的情景、模型出現(xiàn).以2016年江蘇高考物理試題第14題(以下簡(jiǎn)稱第14題)為例,很多學(xué)生對(duì)第(2)、(3)問感到很新穎卻又無法下手.追本溯源,這道題目改編自一道常見的典型物理競(jìng)賽試題,情景和設(shè)問的方式有所改變,但物理思想是一脈相承的,可以認(rèn)為是第14題的原型題.下面研究此原型題,并分析它是如何演變?yōu)楸靖呖荚囶}的.

江蘇高考題:如圖1所示,傾角為α的斜面A被固定在水平面上,細(xì)線的一端固定于墻面,另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連,B靜止在斜面上.滑輪左側(cè)的細(xì)線水平,右側(cè)的細(xì)線與斜面平行,A、B的質(zhì)量均為m.撤去固定A的裝置后,A、B均做直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g.求:

圖1

(1)A固定不動(dòng)時(shí),A對(duì)B支持力的大小N；

(2)A滑動(dòng)的位移為x時(shí),B的位移大小s；

(3)A滑動(dòng)的位移為x時(shí)的速度大小vx.

原型題:如圖2所示,一個(gè)質(zhì)量為M的三角形斜面體放在光滑的水平地面上,斜面體左右兩邊斜面的傾角分別為θ1和θ2,頂部裝有小滑輪,質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)木塊通過輕繩相連跨過小滑輪放在斜面上.現(xiàn)將該系統(tǒng)由靜止放手,不計(jì)所有摩擦,輕繩和斜面均足夠長,重力加速度為g,求當(dāng)三角形斜面體的位移為xM時(shí)的速度vM.

圖2

解析：方法一:用動(dòng)力學(xué)知識(shí)求解

設(shè)斜面的加速度為aM，m1和m2相對(duì)斜面的加速度為a，于是m1和m2相對(duì)地面的加速度是由aM和a的矢量合成，如圖3所示，設(shè)繩的拉力為T,對(duì)m1沿左側(cè)斜面方向，由牛頓第二定律有：T-m1gsinθ1=m1(a-aMcosθ1).對(duì)m2沿右側(cè)斜面方向，由牛頓第二定律有：m2gsinθ2-T=m2(a-aMcosθ2).

圖3

方法二:用能量和動(dòng)量知識(shí)求解

設(shè)斜面向左的位移為xM、速度為vM時(shí)，兩個(gè)滑塊相對(duì)斜面的位移為x、相對(duì)速度為v，可畫出如圖4、圖5所示的矢量圖.

圖4

圖5

下面看看該原型題是如何逐步演變?yōu)榈?4題的.

圖6

如果圖2中θ1=0，則可演變?yōu)閳D7，此時(shí):

進(jìn)一步地演變，如果圖7中的m1→，圖2可以演變?yōu)閳D8，此時(shí)再令m2=M以及θ2=θ，則vM4可以改寫為：vM4=.

這樣多次演變后與第14題的情景完全相同，亦與第14題的答案完全相同！

通過對(duì)第14題的原型題的分析，我們可以得到以下啟示：

(1) 高考題雖然很新穎,初次接觸感覺很棘手,但一定有相應(yīng)的物理模型,也一定有相應(yīng)的原型題,不可能是無本之木,無源之水，用與原型題相應(yīng)的方法可以解答.

(2) 我們應(yīng)注重對(duì)原型題的研究,一些比較簡(jiǎn)單的、含有比較好的物理思想的競(jìng)賽題是原型題的題庫,比如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題、有幾何約束的牛頓第二定律、保守力做功及相應(yīng)的勢(shì)能、靜電鏡像法、戴維寧定理、渦旋電場(chǎng)與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等.

(3) 我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中應(yīng)該有意識(shí)地加強(qiáng)對(duì)原型題的訓(xùn)練，當(dāng)然不一定要在上課時(shí)講競(jìng)賽試題，我們可以把一些原型題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，去除復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算，保留其物理思想，然后介紹給學(xué)生，高考命題者就是這樣來命題，如果我們能順著命題者的命題思路去復(fù)習(xí)備考，會(huì)取得事半功倍的效果.

[1]陳燕.例談一道題在高考中的“華麗轉(zhuǎn)身”[J].物理之友,2015,(7).

[2]張小飛.經(jīng)典中“變” 應(yīng)用中“辨”——2015年江蘇物理高考第15題賞析[J].物理之友,2015,(12).