高中物理论文：浅谈力学命题的研究与备考策略

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高中物理论文：浅谈力学命题的研究与备考策略
　　普通高等学校招生全国统一考试“理科综合能力测试”近三年共命制了7套试卷，其中2005年3套，2006和2007年各2套，每套试卷中物理科均为12道试题，满分均为120分。在这三年的7套理综物理试题中，力学部分所占分值比重都高于其他部分，最低的达到53分，占比为44.2%，最高的达到62分，占比为51.6% ，特别是2007年，两套试卷中力学部分比例均达到50%以上，由此可以看出力学知识在高考中所占的重要地位，这也充分说明了力学是高中物理的基础、重点。也是高考命题的重点和热点。

　　（一）近几年力学命题的特点。
　　仔细分析2005－2007年的高考试题，不难发现高考物理试题力学部分的命题特点：
　　1．重点突出，综合性强。由对照表可以看出，命题较为频繁的考点有：匀速直线运动、位移一时间图像、速度一时间图像；变速直线运动及其运动规律公式、加速度；形变和弹力、胡克定律、弹性势能；万有引力定律、人造地球卫星的运动；功、功率、动能、重力、重力势能、动能定理、机械能守恒定律；动量、动量定理、动量守恒定律及其应用；简谐运动及其图像、简谐波及其图像；游标卡尺读数、验证碰撞中的动量守恒定律、用单摆测定重力加速度等实验。其中运动和力的关系、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律，简谐运动和简谐波及其图像等考点既是力学的重点，也是命题的热点。由于理科综合中物理试题只有12道，所以几乎每道试题都是将多个知识点融合在一起进行命题，如：牛顿第一定律、惯性、共点力作用下物体的平衡、声波、超声波及其应用、平抛运动、竖直上抛运动、匀速圆周运动等知识点往往与变力作用、变速直线运动相联系或伴随在更为复杂的情景中命题。

　　2．题量稳定，考法多变。三年来力学部分设置的题量均为5～6题，其中选择题3道，非选择题2～3道。在选择题中必有一道振动与波的题，一道涉及万有引力定律、天体运动的题。在非选择题中，必有一道运动学和动力学相结合的（主要是直线运动）试题，但试题的落点、考查方法总在变化．如在选择题的振动和波部分，2006年全国卷Ⅱ考的是多普勒效应，2007年全国卷Ⅱ则突出了由质点的振动图像，确定波的波长、频率和波速的方法；在曲线运动，万有引力定律部分，2005年全国卷Ⅱ要求考生根据引力常量G、月地中心的距离R和月球绕地运行的周期T三个数据，估算出其他的物理量，2007年全国卷Ⅱ则是要求考生根据探测器所具有的动能与引力势能的关系，作出探测器能否到达月球的判断。在非选择题中，2005年全国卷I第20题涉及的是弹力、弹力做功、弹性势能、动能定理（功能关系）等考点，解答中突出考查对物理过程的分析。2007年全国卷I第24题涉及的考点则是弹性碰撞、动量守恒定律、能量转化等，解答中突出了对数学能力的要求。

　　3．理论联系实际，运动模型翻新。三年来的高考命题，非常注重从实际生活中挖掘素材，尤其是从体育运动项目中寻找模型，挖掘题眼，设置理论联系实际的试题，在“力和运动的关系”内容上显得尤为突出。
　　例如 （2007年全国卷I第23题）甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m／s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前s0＝13.5 m处作了标记，并以v＝9 m／s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒。已知接力区的长度为L＝20m，求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a；（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
　　分析 本题描述了两种运动形式，一是运动员甲的一段匀速直线运动，设其运动位移为s1；二是运动员乙在接力区内的匀加速直线运动，当乙的速度达到9 m／s时完成交接棒，设乙接棒前运动的位移为s2，并画出相应的图示。
　　答案 （1）3 m/s2；（2）6.5 m。
　　解答本题的方法还有平均速度法、作图法、相对运动法等多种方法，这种题材考生虽然很熟悉，但要真正的弄清题中的问题，是需要一定的能力的。2005年全国卷I第23题将人的原地立定起跳与跳蚤跳高相类比，求人所能上跳的高度；2006年全国卷I第20题在运动员从下蹲状态向上起跳的过程中，要对“地面对运动员的冲量和做功”作出判断；今年则以两运动员在接力赛中的交接棒问题为题材，考查匀加速运动的追及问题。这三道题所描述的物理模型虽然各不相同，但都是以体育运动项目为题材，都是实际生活中的实例，解答这类试题要灵活运用运动学的知识，力和运动的关系（特别是牛顿运动定律），而不能靠死记硬背。

www.deyou8.com 　　4．突出两个守恒定律，注重考查学习潜能
　　三年来的物理试题，特别是计算题的命题，多以新颖的情景、复杂的过程、冗长的文字、繁多的数据、抽象的图像为背景，然后提出问题，要求考生通过阅读理解和分析，从问题情景中抽象出物理模型（包括对象模型、过程模型和介质模型），再从物理模型中找出其中的物理规律、各物理量的变化及相互之间的关系：最后建立数学关系式进行求解。力学中的计算题考查动量守恒、机械能守恒定律应用的较为多见。如2005年全国卷I第24题，2007年全国卷I第24题等。
　　【例12】（2007年全国卷I第24题）如图所示，质量为而的由绝缘材料制成的球与质量为M＝19m的金属球并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ＝60°的位置自由释放，下摆后在最低点处与金属球发生碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45°。 　　【分析】 绝缘球每次碰撞都要减少部分机械能，根据弹性碰撞过程中的动量守恒和机械能守恒可以求出碰后绝缘球的动能，从而得到碰撞次数。
　　【解析】设在第n次碰撞前绝缘球的速度为v_n－1，碰撞后绝缘球、金属球的速度分别为v_n、V_n。由于碰撞过程中动量守恒、碰撞前后动能相等，设速度向左，则

　　易算出(0.81)²＝0656，(0.81)³＝0.531，因此，经过3次碰撞后θ小于45°
本题突出考查了发生弹性碰撞前后的动量守恒和动能守恒定律的掌握和运用，强调了数列的运算。由于现行教材和《考试大纲》都将弹性碰撞的相关计算删去了，所以一般学生都不知道弹性碰撞中动量和动能守恒公式，更谈不上记住它，因此解答此题很多学生是通过解二元二次方程组才得到答案的。本题运算量大，数学要求较高。

www.deyou8.com 　　5．重视运用图像功能，讲求解题思维方法
　　2007年全国理综物理试题特别强调运用几何图形，函数图像进行表达、分析物理规律和物理过程的能力以及运用图像解决物理问题的能力。
　　如：2007年全国理综卷I有图像和要用到图像的题有第15、17、18、19、20、21、23、25等7题，分值达73分。第15、19、20题是利用图像表述物理概念及不同物理量间的关系，第17、18、21题是利用图像反映物理过程和物理规律，第23、25题则是要求考生在充分理解题意的前提下画出图形、图像，然后根据所画出的图形找出解题的途径，要求考生具有综合运用图像解决复杂物理问题的能力。
　　用图像描述两个或两个以上物理量之间的关系是物理学常用的方法，充分利用图像给予的信息、条件、功能，寻找相关物理量之间的关系、求解较复杂的物理问题的答案，是现代科学研究中的一种重要方法。高考物理试题常常命制用图像反映物理规律的问题。

　　（二）力学复习的建议
　　力学是高中物理教学中的重要内容，也是学习其他知识的基础，因此在高三复习中，要紧扣考试大纲，依托课本教材，狠抓力学基础，梳理系统知识，明了物理过程，掌握规律内涵，弄清成立条件，实现能力提升．具体地讲，可从如下几个方面展开。

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