２０１３年３月 Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．０５ 中学物理 对２０１２年江苏高考物理试卷 第１４题ａ９：ｇ￣－析与启示 於凌云 （南通市小海中学江苏南通２２６０１５） 擦力，，则轻杆不能运动，小车被弹回，小车弹回速度就等于 ２０１２年江苏高考物理试卷第１４题是一道关于在实际情 景中考查动能定理和能的转化与守恒的应用试题．由于轻杆 这个物理理想模型的存在，再加上小车对弹簧做功这个隐含 条件，给试题增加了难度，要求学生有很强的分析综合能力 和还原出物理模型应用物理规律处理实际问题的能力．是一 道情境新颖、有很好区分度的试题． 题目 某缓冲装置的理想模型如图１所示，劲度系数足 够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与 槽问的滑动摩擦力恒为．ｆ轻杆向右移动不超过Ｚ时，装置可 安全工作．一质量为ｍ的小车若以速度 撞击弹簧，将导致 ， 轻杆向右移动— 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，且不计小车与地面的摩ｇ－． 杆 图ｌ （１）若弹簧的劲度系数为ｋ，求轻杆开始移动时，弹簧的 压缩量 ： （２）求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速 度口 ； （３）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度 和撞击 速度”的关系． 分析 关键词：（１）轻质弹簧、轻杆；（２）滑动摩擦力恒 ， 为，．（３）以速度Ｖ０撞击弹簧，将导致轻杆向右移动÷；（４）最 大静摩擦力等于滑动摩擦力．（５）不计小车与地面的摩擦． 隐含条件：初速度较小，小车撞击弹簧后，轻杆不能移动 时，初速度不同，小车对弹簧所做的功是不同的；初速度较 大，小车撞击弹簧后，轻杆能移动时，初速度不同，轻杆移动 前小车对弹簧所做的功是相同的． 干扰因素：轻杆的存在，弄不清小车的运动情况，不会建 立物理模型，也就找不到解决问题的方法，甚至有人想到了 动量守恒． 应用知识与方法：（１）能的转化与守恒；动能定理．（２） 分析小车运动过程，建立物理模型．小车运动情况：小车撞击 弹簧后，使弹簧处于压缩状态，弹簧对小车和轻杆都有力的 作用，小车减速运动，但弹簧压缩量逐渐增大，弹力增大．若 小车速度减小到零时，最大弹力仍小于轻杆与槽间的滑动摩 ５８· 小车的撞击速度．若小车速度未减小到零时，弹力就等于轻 杆与槽间的滑动摩擦力，了，则轻杆发生移动，由于弹簧和杆 的质量均不计，所以小车看作匀减速运动，此过程中弹簧的 压缩量保持不变，直到速度减为零，然后小车再被弹回．大部 分考生由于没有能分析出小车的运动过程，建立出物理模 型，所以感觉此题无从下手，是选拨优秀学生的好题． 解答 （１）轻杆开始移动时，对轻杆有弹簧的弹力等于 摩擦力，即 Ｆ＝ｆ （１） 对弹簧根据胡克定律有 Ｆ＝ｋ，ｘ （２） 由（１）、（２）解得 Ｆ （２）议在辁秆舵移动的情况 ， 杆移动雨小军对捍黄 所做的功为Ｗ，则小车以速度 。撞击弹簧时，小车从撞击到 停止的过程中，根据动能定理有 ，·÷一 ＝ｏ一÷ （３） 同理，小车以速度 撞击弹簧时，根据动能定理有 ｆｔ一 ＝ｏ一÷ｍ （４） 由（３）、（４）解得 一√“ ． （３）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为 。， 根据动能定理有 ＝０一 １砌２ （５） 由（３）、（５）解得 ＝√ 一 ． 当 ＜ 一 时，根据能量转化和守恒 ，＝仉 当√ 一２丝ｍ≤ ≤√ ＋２丝ｍ时，，Ｊ、车弹回．根据动能 定理有 ＝ ｌ刑ｔ２，贝Ｊｌ ，＝√ 一 ． 本题给人的感觉并不是很难，但考生在考试做题时困难 之大、错误之多、得分之低，可能出乎教师和命题者的意料， 笔者终思考．其丰要原因是学生分析问题的能力不够，导致 中学物理 Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．０５ ２０１３年３月 问题无法解决．给我们的高中物理教学带来如下几点启示： （１）改变传统的教学观念虽然在新课程的背景下物理 教学方式有了很大改变，由于应试教育的影响，教师不自觉 高．但由于升学压力，导致题海战术盛行，而忽视了学生“审 题”能力的培养，对待学生的错误不是从审题的根本上找原 因，而是马马虎虎给予纠正，使得学生在审题方面常会犯以 下几种错误：①读题时只注意给出的数字或字母的条件，对 的走上传统的教学方式的老路，教师讲学生听，学生处于被 动接受的状态，教师的思维替代了学生的思维，教师急功近 利，学生缺少物理思想和物理方法的感悟和升华，不能完全 理解物理概念的本质，解题不是建立在理解的基础上，而是 机械模仿，接受的知识和方法是片面的、单一的、苍白的、僵 硬的．要改变这种状况，必须让学生参与到教学中来，实现师 生交流． 些叙述性的文字视而不见（如光滑、绝缘、恰好、最终等）； ②由于物理试题较长，学生在阅读时没有耐性，再加上不注 意隐性条件和临界条件及干扰条件，结果就掉进题目设置的 陷阱里；③不习惯画草图，碰到一些抽象的题目，过程比较繁 杂的题目就无从下手了． 平时的进行中要教给学生审题的方法．第一步寻找关键 词，除注意给出的数字或字母的条件外，对叙述性的文字也 物理课堂教学要善于用“启”，有启才有发．西汉刘向指 出：“以其所知，喻其不知，使其知之”．英国哲学家约翰·密 尔曾说过：“天才只能在自由的空气里自由自在的呼吸”．还 有一位名人说得好“告诉我，我不会记住；演示我看，我可能 会记住；让我参与，我就会明白”．课堂上教师应创设一种民 主、宽松、和谐的探索氛围，营造出“教师——学生”及“学生 学生”间自由、平等的环境，有针对性地指导学生围绕 目标进行观察、实践、阅读、思考、讨论、尝试、练习等探究活 动．要降低“教”的“富营养”，增强学生“学”的“饥饿感”．该 学生做的事教师绝不插手，更不“越俎代庖”，努力做到“书” 让学生自己读，“问”让学生自己提，“果”让学生自己摘， “情”让学生自己抒，“话”让学生自己说．要引领学生“实话 实说”、“焦点访谈”，在“误”中“悟”、“错”中“磋”、“探”中 “叹”，最大限度地让学生在活动中学习，在主动中发展，在合 作中增知，在探究中创新，逐渐步入“教”与“学”互促互动， 相得益彰的良好循环轨道． 物理学科是一门要求学生花精力去“理解”甚至是“深 入理解”的科学，题海战术会阻碍甚至是损害学生的思 考、创造性思维能力的发展．把复习与教学定位在面向大多 数学生上．首先抓住知识的主干线和比较各部分知识的区别 与联系，使学生对知识的理解深化．其次将抽象的概念和规 律与具体的物理现象、物理模型结合起来，使学生对知识的 理解具体化和形象化．教师在教学过程中，通过精心设计问 题，习题要经过精心选择后，才能让学生去做，多采用一题多 解、多解一题、条件变化等教学策略，重视中低档题解题之后 的反思，课堂教学的着眼点应该学生收益最大，鼓励学生勇 于提出不同的观点与见解．面对学生的“节外生枝”，教师绝 不能因“自卫”的本能去回避、压制、排斥，而应该接纳、鼓 励，营造一个宽松、民主、愉悦的课堂氛围．因为学生的“异类 信息”往往会孕育着出创新的火花，是教学相长的最佳契 机．及时归纳总结解题规律，对解题中涉及的知识、解题方 法、暴露出的问题、易错点要进行归纳总结，否则就是“人宝 山而空返”，学生出错不怕，就怕教师没有处理错误的办法． （２）注重培养学生的审题能力．物理教学中，培养学生 的各项能力是新课程理念下进行素质教育的根本．而“审题” 能力是学生解题过程中最根本的一项能力．在近年来的高考 试题，由于信息给予量大大增加，对学生“审题”能力越来越 要加以关注，广泛联想，弄清题目中所涉及的现象和过程，正 确还原物理模型；第二步画草图，它直接影响解题效果；第三 步寻找重要条件，挖掘隐含条件，排除干扰因素，分析临界条 件等；第四步与物理知识对接，将题目所给的条件与所学的 物理知识相对接，准确无误地应用物理理论解决好物理 问题． （３）注重创新思维的训练与创新能力培养．创新思维是 学生培养自主学习能力、开发智力、培养综合素质的摇篮．让 学生通过思维的训练为创新能力插上翅膀，是我们每一位物 理教师的重要任务．注意用好以下几种方法：①在调动学生 的兴趣中尝试训练．爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师．捷克 教育家夸美纽斯也曾说过，兴趣是创造一个欢乐和光明的教 育环境的主要途径之一．只有当学生以极大的热情投入到学 习活动中，才可能碰撞出智慧的火花，“主动地获取知识，形 成能力”，使我们的课堂变得生动、轻松起来，并从中培养学 生科学的、正确的情感、态度和价值观．②在鼓励学生质疑设 问中尝试训练．清人刘开《问说》中言：“君子学必好问．问与 学，相辅而行者也，非学无以致疑，非问无以广识．”清朝另一 位学者陈宪章认为：“学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进．” 可见疑问之重要．“疑”不要停留在自己心中，有疑则问．在 我们的教学过程中，注重鼓励学生质疑，在质疑中不断拓宽 思维．质疑的过程是积极思维的过程，是提出问题、发现问题 的过程．教师在课堂上提供质疑的契机，教给质疑的方法，让 学生有法可循．改变学生在学习中的被动地位，激起探求新 知的欲望，进发出创造的思维火花，能以较高的效率全面发 展自主学习能力．③在启发学生无尽的想象中尝试训练．正 如爱因斯坦所说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限 的，而想象力概括着世界上的一切，推动着社会的进步．”想 象切合学生富于幻想的天性，课堂上用开放性的情境，为学 生思维的开展提供广阔的空间．鼓励学生放飞想象的翅膀， 打破学生的思维定式，让思维放开，纵横驰骋，然后进行合理 想象、科学想象等方面的训练．同时，想象是以知识积累、生 活积累为基础的．在课堂上学生解决开放性问题的时候，会 有“山重水复疑有路”的感觉，这时教师要善于凝聚学生的 点滴想法，点燃他们思维的火花，耐心启发、诱导、“铺路搭 桥”，以暴露分析的思维障碍． ５９·
