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一、回顾试题特点
2010年福建省理综物理试题的压轴题以滑块——滑板类问题为情景,重点考查了学生对牛顿定律和动能定理这两个重要规律的掌握水平,由此反映出学生的建模能力、分析综合能力以及解决复杂问题的能力。
原题如下:如图1所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t =1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t =1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P ′=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t =3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
1.试题回归经典、强调基础
本题题目背景学生熟悉,第(1)小题考查学生对物体的受力分析以及运用牛顿第二定律求解加速度;第(2)小题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、恒力功率。这些都是高三复习的基础知识。基础知识是能力的基础,能力要借助知识这个载体。事实上,高考对综合能力的考查正是以基础知识的掌握为前提,以新课程规定的基础知识和教学目标为依据。知识越是基础,其适用范围越广,在考查综合能力时涉及的可能性越大。
2.试题重点考查过程分析能力
本题突出了对物块和木板的力的变化、运动状态的变化的分析。力的变化方面注重物体间摩擦力的变化和电动机拉力变化情况分析。运动状态分析难度较高,除了分析物块与木板存在相对运动时各自的速度情况外,还要能判断二者是否能实现相对静止以及相对静止以后二者作为整体的运动情况。
此外本题还突出了求解位移的方法选择。哪种情况下选择运动学公式;哪种情况下选择动能定理,通过力的功来求位移。其目的是考查学生能否从力和运动、功和能这两个思维角度考虑问题。思维能力的考核向来是高考命题的主旋律,考试大纲也明确要求学生具备能运用所学知识分析和解决问题的能力。
二、学生解题存在的问题分析
1.盲目受力分析,没有注意摩擦力的突变问题
对木块B的受力分析有同学会漏掉A木块对它的摩擦力;在B所受拉力变化以后,没能及时正确判断A、B间摩擦力由动到静的突变问题。由此可以看出学生对物体的受力分析存在一定的盲目性,受力分析基本功不扎实。
2.运动过程分析不完整、想当然
学生对木块A运动过程的分析想当然认为是一直匀加速,没有注意其加速度的变化;对木块B则认为先加速后匀速,没能将物体受力的变化与运动状态变化有机结合,正确并完整分析B的运动过程。由此可以看出学生对力与运动这一物理思想方法的掌握不牢固。此外物理过程分析存在的问题也可反映学生构建物理模型能力薄弱,不能有效建立物理情景。
3.对基本概念掌握不扎实,没有能量转化与守恒的思想
学生对基本概念如功率掌握不深刻,甚至有学生仍然不理解瞬时功率的概念,总认为功率是过程量,要与一段时间相对应,所以在最后一小题中认为功率不变所以力也不变。由于题目求的是位移,有些同学解题时没能想到用动能定理求解,缺乏能量转化与守恒的基本思想。
三、总复习中应注意的问题
总体上本试题反映出的学生问题是基础不过关、思维习惯不好、不善于过程分析。针对学生存在的不足,我们在总复习中要注意哪些方面呢?
1.加强学生基本思维习惯的培养
良好的思维习惯体现在分析物理题时,认真审题、正确构建物理模型。根据题目所给的条件进行完整受力分析。最后合理列式求解。也就是审题、建模、看条件这些分析物理题目的基本习惯与能力是否具备。在实际教学中,我们常发现相当一部分学生没有良好的思维习惯,解题凭感觉,没有流畅的解题思路,书写不规范等等。学生长期以来不重视或者不知道物理思维习惯的养成导致容易题会做错、难题找不到思路,所以在高三的复习中要重视物理思维习惯的养成训练。
(1)通过教师本身的示范培养学生的思维习惯
目前学生的学习总体上仍是模仿为主。在模仿前人的科学研究、享受前人的研究成果的过程中掌握知识、应用知识,在知识的体验过程中发挥自己的聪明才智实现创新。
所以教师在课堂上的示范作用很重要。教师讲解题目时,要有意识的突出审题、构建模型、看条件这三要素。注意向学生展示思考问题的过程,包括如何审题找题眼、如何建构相应物理情景、如何抓住各个状态进行过程分析、在过程分析时怎么结合题目所给的条件等等。当然在展示解题思路时要注意学生的学习基础以及实际需要及时调整补充,充分让学生感受到良好的思维习惯对解题的巨大帮助。
(2) 通过课堂提问的方式培养学生的思维习惯
学生的思维习惯的养成关键在学生自我能动性,但学生的感悟与反思是需要教师的引导与帮助的。课堂上可通过合理巧妙的问题设置引导学生养成良好思维习惯。高三的复习课绝不能满堂灌,通过恰到好处的问题设置既可以增加学生思维的参与度还可以引导学生正确思考。学生能否积极进行思维和语言的交流与他们是否受到恰当点拨有关。课堂上学生若只是静静听老师讲,他们所接收的知识会因为缺乏刺激而得不到巩固。巧妙的提问会起到引导学生正确思考、深入思考、积极主动思考,从而实现思维训练的目的,促进学生物理思维的发展,防止被动复习。所以复习课的备课要把提问的位置及内容准备好,并注意做好问后情况总结。
例如在万有引力复习时可问学生一个核心问题:“万有引力在天体运动中发挥什么作用?”在电学实验复习时可问:“电学实验的核心是电阻的测量,那么测量电阻有几种常用的方法?”等等。帮助学生建立知识网络、渗透物理思想方法教育。
(3) 通过强调作图培养学生的思维习惯
物理图形无处不在,例如题目的背景图、解题时的受力分析图、过程情景图、速度时间图等等。善于作图等于善于思考。所以强调学生作图习惯的养成以及作图能力的训练是必不可少的。教师要指导学生画图,注意画图的细节。例如画受力分析图时先画动力再画被动力(弹力、摩擦力等),不能多画也不能少画,条件变了力可能也跟着变,不同的状态对应不同的受力等等;画图时要标上正确的力的符号;然后根据需要采用力的合成或分解解题;涉及多个过程的要画出各过程的情景并标出受力及运动状态量,接下来才是列式。特别对于综合度高的题目在讲评时一定要留有时间让学生画画图。教师在课堂上示范时一定要注意作图规范,让学生感同身受、培养严谨的作图态度。检查学生作业时也要留心是否作图了,画的对不对。一定想方设法让学生体会到:正确的作图就是正确的解题思路。
当然良好的物理思维习惯不是一蹴而就的,也不能因为总复习内容多任务重而忽视,磨刀不误砍材功,要留出充足的时间进行思维习惯训练。另外要对学生提倡独立思考、不言放弃的精神,遇到不懂的问题要有勇气、兴趣去研究,要坚持依靠自己的力量去解决问题。
2.重视高考基础知识的复习
(1)注重基本概念和规律复习的深度和广度
物理高考主要包括基本概念、基本规律,夯实这些基础是高考成功的前提。对基本概念和规律的复习要紧扣新课标教学大纲以及高考考纲。近几年的试题基本集中在主干知识的考查上,而且大多数试题背景是考生熟悉的,只是试题的设问方式或题设条件有所变化。只有具备了扎实的物理基本知识才能以不变应万变,因此复习课要帮助学生实现对基础知识从回忆到熟悉再到灵活运用。还要鼓励学生建立并不断完善知识框架,对基本概念和规律不仅要理解其内涵还要知其外延;了解规律产生背景、因果关系、适用条件和适用范围。教师在第一轮的复习时要结合学生的实际情况,知识的全面复习要细、专题复习要抓重点、综合复习要突出难点。
(2)不能忽视物理思想方法的总结与渗透
新课程改革非常强调学生能力的培养。基础知识的总复习过程仍要注意学生思维能力的发展与培养。
例如牛顿定律的复习:
首先要明确复习课与高一新课的区别,新课的重点可以是通过详细的物理学史的介绍,让学生体会科学的发展以及科学大师们伟大的科学贡献,对学生进行学科学、爱科学的情感教育。而复习课的重点却要放在力与物体运动的本质关系的研究上。可以列举以亚里士多德为代表的古代科学家没有意识到摩擦力的存在、到伽利略第一个意识到摩擦力的存在、再到笛卡尔的修正、最后是牛顿将惯性和力作为科学概念的提出,让学生深刻体会a=F/m这个公式揭示的运动与力的本质关系,强调力与运动这一研究物理问题的重要思想方法。
其次向学生指明研究物体运动的思考方向,先是m即研究对象、然后是F即受力分析和a即运动状态分析,培养学生构建过程的基本能力。
最后在牛顿定律的应用复习中紧扣这一思想方法进行例题的讲评与练习。牛顿定律的应用结合圆周运动、平抛运动、天体的圆周运动(万有引力定律)的复习,特别是万有引力的复习,要突出牛顿的从运动现象看自然力的思想过程,也就是牛顿认为的天上人间服从同样的力学,体会科学大师非凡的思维能力,提高学生的科学素养。以牛顿定律为主线的复习课完全可以引导学生进行思想方法的总结,使他们的思维能力达到质的飞跃。
3.合理利用典型例题,加强过程分析能力的培养
复习课多以例题为载体,将基础知识以一定的物理过程加以体现。学生通过典型例题的训练,达到回顾并加深对基础知识的理解。高三的复习教学要抓住典型例题,在例题分析中注意带领学生体验物理过程,结合学生的知识基础和思维特征以及探究内容完成情景构建,并由此培养与提高分析过程能力。
(1)从基础题入手,归纳物理模型和思想方法
例如圆周运动模型,首先可从圆周运动受力情况和描述圆周运动物理量入手,讲清向心力供给和需求问题。然后与天体的圆周运动结合,讲清天体在轨道上的圆周运动和变轨问题;还可以与带电粒子在电场中、磁场中、电磁复合场中、电磁场与重力场的复合场中的圆周运动相结合,讲清不同题目背景下圆周运动的异同点。最后要和学生一起归纳成一种模型的处理方法,让学生体会这一模型的处理特点,也就是从力的角度怎么看圆周运动;从运动的角度怎么分析圆周运动;从能量转化的角度怎么研究圆周运动。
(2)突出例题的内涵和外延
一道例题虽然出题点是基于某个主要知识,但教师要引导学生全方位分析,突出例题的内涵和外延以解决学生长期存在的盲点。例题分析应当针对学生在理解和运用中容易出现的问题,以便学生的知识规律运用能力得到提升。
当然例题课要取得成功因素很多,比如例题的选择是否切合学生的实际、例题讲解的方法是否简洁实用、学生的配合程度等等。但我们要努力做到精选精讲,有效提高课堂质量。另外课后也可鼓励学生尝试试题翻新、一题多问、一题多解等。最后还要强调学生的自我总结,总结知识内容、解题方法、易错点等,力求做到知识成套、方法成串、有错会改。
总之,高三的总复习任重而道远。无论高考试题如何变化,教育教学理念如何改革发展,注重基础、强调过程分析能力仍然会是总复习的关键。
2010年福建省理综物理试题的压轴题以滑块——滑板类问题为情景,重点考查了学生对牛顿定律和动能定理这两个重要规律的掌握水平,由此反映出学生的建模能力、分析综合能力以及解决复杂问题的能力。
原题如下:如图1所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t =1.0s时,电动机的输出功率P;

(3)若t =1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P ′=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t =3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
1.试题回归经典、强调基础
本题题目背景学生熟悉,第(1)小题考查学生对物体的受力分析以及运用牛顿第二定律求解加速度;第(2)小题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、恒力功率。这些都是高三复习的基础知识。基础知识是能力的基础,能力要借助知识这个载体。事实上,高考对综合能力的考查正是以基础知识的掌握为前提,以新课程规定的基础知识和教学目标为依据。知识越是基础,其适用范围越广,在考查综合能力时涉及的可能性越大。
2.试题重点考查过程分析能力
本题突出了对物块和木板的力的变化、运动状态的变化的分析。力的变化方面注重物体间摩擦力的变化和电动机拉力变化情况分析。运动状态分析难度较高,除了分析物块与木板存在相对运动时各自的速度情况外,还要能判断二者是否能实现相对静止以及相对静止以后二者作为整体的运动情况。
此外本题还突出了求解位移的方法选择。哪种情况下选择运动学公式;哪种情况下选择动能定理,通过力的功来求位移。其目的是考查学生能否从力和运动、功和能这两个思维角度考虑问题。思维能力的考核向来是高考命题的主旋律,考试大纲也明确要求学生具备能运用所学知识分析和解决问题的能力。
二、学生解题存在的问题分析
1.盲目受力分析,没有注意摩擦力的突变问题
对木块B的受力分析有同学会漏掉A木块对它的摩擦力;在B所受拉力变化以后,没能及时正确判断A、B间摩擦力由动到静的突变问题。由此可以看出学生对物体的受力分析存在一定的盲目性,受力分析基本功不扎实。
2.运动过程分析不完整、想当然
学生对木块A运动过程的分析想当然认为是一直匀加速,没有注意其加速度的变化;对木块B则认为先加速后匀速,没能将物体受力的变化与运动状态变化有机结合,正确并完整分析B的运动过程。由此可以看出学生对力与运动这一物理思想方法的掌握不牢固。此外物理过程分析存在的问题也可反映学生构建物理模型能力薄弱,不能有效建立物理情景。
3.对基本概念掌握不扎实,没有能量转化与守恒的思想
学生对基本概念如功率掌握不深刻,甚至有学生仍然不理解瞬时功率的概念,总认为功率是过程量,要与一段时间相对应,所以在最后一小题中认为功率不变所以力也不变。由于题目求的是位移,有些同学解题时没能想到用动能定理求解,缺乏能量转化与守恒的基本思想。
三、总复习中应注意的问题
总体上本试题反映出的学生问题是基础不过关、思维习惯不好、不善于过程分析。针对学生存在的不足,我们在总复习中要注意哪些方面呢?
1.加强学生基本思维习惯的培养
良好的思维习惯体现在分析物理题时,认真审题、正确构建物理模型。根据题目所给的条件进行完整受力分析。最后合理列式求解。也就是审题、建模、看条件这些分析物理题目的基本习惯与能力是否具备。在实际教学中,我们常发现相当一部分学生没有良好的思维习惯,解题凭感觉,没有流畅的解题思路,书写不规范等等。学生长期以来不重视或者不知道物理思维习惯的养成导致容易题会做错、难题找不到思路,所以在高三的复习中要重视物理思维习惯的养成训练。
(1)通过教师本身的示范培养学生的思维习惯
目前学生的学习总体上仍是模仿为主。在模仿前人的科学研究、享受前人的研究成果的过程中掌握知识、应用知识,在知识的体验过程中发挥自己的聪明才智实现创新。
所以教师在课堂上的示范作用很重要。教师讲解题目时,要有意识的突出审题、构建模型、看条件这三要素。注意向学生展示思考问题的过程,包括如何审题找题眼、如何建构相应物理情景、如何抓住各个状态进行过程分析、在过程分析时怎么结合题目所给的条件等等。当然在展示解题思路时要注意学生的学习基础以及实际需要及时调整补充,充分让学生感受到良好的思维习惯对解题的巨大帮助。
(2) 通过课堂提问的方式培养学生的思维习惯
学生的思维习惯的养成关键在学生自我能动性,但学生的感悟与反思是需要教师的引导与帮助的。课堂上可通过合理巧妙的问题设置引导学生养成良好思维习惯。高三的复习课绝不能满堂灌,通过恰到好处的问题设置既可以增加学生思维的参与度还可以引导学生正确思考。学生能否积极进行思维和语言的交流与他们是否受到恰当点拨有关。课堂上学生若只是静静听老师讲,他们所接收的知识会因为缺乏刺激而得不到巩固。巧妙的提问会起到引导学生正确思考、深入思考、积极主动思考,从而实现思维训练的目的,促进学生物理思维的发展,防止被动复习。所以复习课的备课要把提问的位置及内容准备好,并注意做好问后情况总结。
例如在万有引力复习时可问学生一个核心问题:“万有引力在天体运动中发挥什么作用?”在电学实验复习时可问:“电学实验的核心是电阻的测量,那么测量电阻有几种常用的方法?”等等。帮助学生建立知识网络、渗透物理思想方法教育。
(3) 通过强调作图培养学生的思维习惯
物理图形无处不在,例如题目的背景图、解题时的受力分析图、过程情景图、速度时间图等等。善于作图等于善于思考。所以强调学生作图习惯的养成以及作图能力的训练是必不可少的。教师要指导学生画图,注意画图的细节。例如画受力分析图时先画动力再画被动力(弹力、摩擦力等),不能多画也不能少画,条件变了力可能也跟着变,不同的状态对应不同的受力等等;画图时要标上正确的力的符号;然后根据需要采用力的合成或分解解题;涉及多个过程的要画出各过程的情景并标出受力及运动状态量,接下来才是列式。特别对于综合度高的题目在讲评时一定要留有时间让学生画画图。教师在课堂上示范时一定要注意作图规范,让学生感同身受、培养严谨的作图态度。检查学生作业时也要留心是否作图了,画的对不对。一定想方设法让学生体会到:正确的作图就是正确的解题思路。
当然良好的物理思维习惯不是一蹴而就的,也不能因为总复习内容多任务重而忽视,磨刀不误砍材功,要留出充足的时间进行思维习惯训练。另外要对学生提倡独立思考、不言放弃的精神,遇到不懂的问题要有勇气、兴趣去研究,要坚持依靠自己的力量去解决问题。
2.重视高考基础知识的复习
(1)注重基本概念和规律复习的深度和广度
物理高考主要包括基本概念、基本规律,夯实这些基础是高考成功的前提。对基本概念和规律的复习要紧扣新课标教学大纲以及高考考纲。近几年的试题基本集中在主干知识的考查上,而且大多数试题背景是考生熟悉的,只是试题的设问方式或题设条件有所变化。只有具备了扎实的物理基本知识才能以不变应万变,因此复习课要帮助学生实现对基础知识从回忆到熟悉再到灵活运用。还要鼓励学生建立并不断完善知识框架,对基本概念和规律不仅要理解其内涵还要知其外延;了解规律产生背景、因果关系、适用条件和适用范围。教师在第一轮的复习时要结合学生的实际情况,知识的全面复习要细、专题复习要抓重点、综合复习要突出难点。
(2)不能忽视物理思想方法的总结与渗透
新课程改革非常强调学生能力的培养。基础知识的总复习过程仍要注意学生思维能力的发展与培养。
例如牛顿定律的复习:
首先要明确复习课与高一新课的区别,新课的重点可以是通过详细的物理学史的介绍,让学生体会科学的发展以及科学大师们伟大的科学贡献,对学生进行学科学、爱科学的情感教育。而复习课的重点却要放在力与物体运动的本质关系的研究上。可以列举以亚里士多德为代表的古代科学家没有意识到摩擦力的存在、到伽利略第一个意识到摩擦力的存在、再到笛卡尔的修正、最后是牛顿将惯性和力作为科学概念的提出,让学生深刻体会a=F/m这个公式揭示的运动与力的本质关系,强调力与运动这一研究物理问题的重要思想方法。
其次向学生指明研究物体运动的思考方向,先是m即研究对象、然后是F即受力分析和a即运动状态分析,培养学生构建过程的基本能力。
最后在牛顿定律的应用复习中紧扣这一思想方法进行例题的讲评与练习。牛顿定律的应用结合圆周运动、平抛运动、天体的圆周运动(万有引力定律)的复习,特别是万有引力的复习,要突出牛顿的从运动现象看自然力的思想过程,也就是牛顿认为的天上人间服从同样的力学,体会科学大师非凡的思维能力,提高学生的科学素养。以牛顿定律为主线的复习课完全可以引导学生进行思想方法的总结,使他们的思维能力达到质的飞跃。
3.合理利用典型例题,加强过程分析能力的培养
复习课多以例题为载体,将基础知识以一定的物理过程加以体现。学生通过典型例题的训练,达到回顾并加深对基础知识的理解。高三的复习教学要抓住典型例题,在例题分析中注意带领学生体验物理过程,结合学生的知识基础和思维特征以及探究内容完成情景构建,并由此培养与提高分析过程能力。
(1)从基础题入手,归纳物理模型和思想方法
例如圆周运动模型,首先可从圆周运动受力情况和描述圆周运动物理量入手,讲清向心力供给和需求问题。然后与天体的圆周运动结合,讲清天体在轨道上的圆周运动和变轨问题;还可以与带电粒子在电场中、磁场中、电磁复合场中、电磁场与重力场的复合场中的圆周运动相结合,讲清不同题目背景下圆周运动的异同点。最后要和学生一起归纳成一种模型的处理方法,让学生体会这一模型的处理特点,也就是从力的角度怎么看圆周运动;从运动的角度怎么分析圆周运动;从能量转化的角度怎么研究圆周运动。
(2)突出例题的内涵和外延
一道例题虽然出题点是基于某个主要知识,但教师要引导学生全方位分析,突出例题的内涵和外延以解决学生长期存在的盲点。例题分析应当针对学生在理解和运用中容易出现的问题,以便学生的知识规律运用能力得到提升。
当然例题课要取得成功因素很多,比如例题的选择是否切合学生的实际、例题讲解的方法是否简洁实用、学生的配合程度等等。但我们要努力做到精选精讲,有效提高课堂质量。另外课后也可鼓励学生尝试试题翻新、一题多问、一题多解等。最后还要强调学生的自我总结,总结知识内容、解题方法、易错点等,力求做到知识成套、方法成串、有错会改。
总之,高三的总复习任重而道远。无论高考试题如何变化,教育教学理念如何改革发展,注重基础、强调过程分析能力仍然会是总复习的关键。