用物理学科思想剖析2022年全国乙卷压轴题

时间:2023-07-08 11:00:02 来源:网友投稿

摘   要:本文主要论述运用物理学科思想剖析2022年全国乙卷压轴题并对试题所涉及的问题进行了拓展延伸,旨在强调学科思想的重要性.

關键词:物理学科思想;
对称思想;
守恒思想;
微元累加思想;
类比思想;
逻辑推理思想

中图分类号:G632         文献标识码:A         文章编号:1008-0333(2023)07-0114-02

例题   如图1(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的v-t图像如图1(b)所示.已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0.A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同.斜面倾角为θ(sinθ=0.6),与水平面光滑连接.碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内.求:

(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;

(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;

(3)物块A与斜面间的动摩擦因数.

解析   (1)分析题意可得B与A相互作用时,弹簧先被压缩后伸长,故B先做加速度逐渐增大的减速运动,后做加速度逐渐减小的减速运动;
由物理学科对称思想可知,A先做加速度逐渐增大的加速运动,后做加速度逐渐减小的加速运动,当弹簧恢复原长时A、B分离.故当A、B共速时,弹簧压缩最短弹性势能最大.由物理学科守恒思想可知,整个过程系统水平方向不受外力,故动量守恒;
又由于系统无机械能损失,故机械能守恒;
故有:

mB·1.2v0=(mB+m)v0

Epmax=12mB(1.2v0)2-12(mB+m)v20

联立解得:mB=5m   Epmax=0.6mv20

拓展   假设题设情景中光滑水平面足够长,B与弹簧接触即粘连,则A、B的v-t图像如图2,这是因为系统水平方向不受外力,系统质心做匀速直线运动,而A、B关于质心做机械振动,由物理学科对称思想可知,A、B运动的v-t图像一定关于质心v-t图像对称的.

大物理教学观强调的物理教学,教的是物理思想,物理公式和定理、定律均是物理思想的客观呈现,运用它们解决物理问题就是物理思想的应用,这种应用是符合客观实际的,是科学的.经过系统的物理学习及物理学科思想应用,对学生将来处理生产生活问题产生巨大影响,并始终处于一种正确的导向位置.一道高考题考查了学生运用多种物理学科思想解决问题的能力,这就是高考试题选拨功能的重要体现.

参考文献:

[1] 人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心.普通高中课程实验教科书·物理[M].北京:人民教育出版社,2010.

[责任编辑:李   璟]

收稿日期:2022-12-05

作者简介:单文忠,男,中学正高级教师,从事高中物理教学研究.

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