點評一道高考物理壓軸題

許弟余　許友文　王長江

2007年四川卷物理壓軸題題目為：

目前，滑板運動受到青少年的追捧。如圖1所示是某滑板運動員在一次表演時的一部分賽道在豎直平面內的示意圖，賽道光滑，FGI為圓弧賽道，半徑R=6.5m，G為最低點并與水平賽道BC位于同一水平面，KA、DE平臺的高度都為h=1.8m。B、C、F處平滑連接．滑板a和b的質量均為m，m=5kg，運動員質量為M，M=45kg。

表演開始，運動員站在滑板b上，先讓滑板a從A點靜止下滑，t₁=0.1s后再與b板一起從A點靜止下滑。滑上BC賽道后，運動員從b板跳到同方向運動的a板上，在空中運動的時間t₂=0.6s（水平方向是勻速運動）。運動員與a板一起沿CD賽道上滑后沖出賽道，落在EF賽道的P點，沿賽道滑行，經過G點時，運動員受到的支持力N=742.5N。（滑板和運動員的所有運動都在同一豎直平面內，計算時滑板和運動員都看作質點，取g=10m/s²）

⑴ 滑到G點時，運動員的速度是多大？

⑵ 運動員跳上滑板a后，在BC賽道上與滑板a共同運動的速度是多大？

⑶ 從表演開始到運動員滑至I的過程中，系統的機械能改變了多少？

原解（略）

點評

1 該題符合基礎教育新課程改革“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本理念

以受到青少年追捧的滑板運動這個生活實例設計題目，考察學生的理解能力、推理能力、分析綜合能力和應用數學知識處理物理問題的能力，著重考察了考生運用物理知識解決實際問題的能力．實現了從考察結論向考察認識過程的轉變。

2 該題的設問由淺入深，難度逐漸增大，符合考生的認知規律

第⑴問，根據圓周運動的規律，運用牛頓第二定律求解，這是一般考生都能解決的問題。第⑵問，涉及機械能守恒定律、勻速直線運動規律、追及問題、動量守恒定律，難度加大．第⑶問，涉及能量轉化與守恒定律，難度最大。

3 該題的數據設計巧妙，計算量不大

4 該題知識覆蓋面大，綜合性很強，幾乎囊括了全部力學知識，還包括了部分熱學知識

高中物理的力學部分共10章，除去第六章萬有引力定律、第十章機械波，該題包括了其余8章的內容：力、直線運動、牛頓運動定律、物體的平衡、曲線運動、機械能、動量、機械振動。另外此題還涉及了化學能向機械能的轉化，這一點是教學中容易忽視的問題。

5 系統機械能的改變

從表演開始到運動員滑至I的全過程，有兩次能量損失，一次是運動員由滑板b跳到滑板a上，與滑板a以共同的速度v運動，屬于完全非彈性碰撞，有能量損失，以下用ΔE1表示；另一次是運動員與a板一起沿CD賽道上滑后沖出賽道，落在EF賽道的P點，與P點碰撞，有能量損失，以下用ΔE2表示。那么，題目中第⑶問求出系統增加的機械能從何而來呢？來源于運動員蹬離滑板b的過程中，運動員將化學能轉化為動能，以下用ΔE3表示。