高考物理題是怎樣煉成的
——探析2016年江蘇高考試題第14題的演變過程

涂德新

(江西師范大學附屬中學,江西 南昌 330046)

高考物理題是怎樣煉成的
——探析2016年江蘇高考試題第14題的演變過程

涂德新

(江西師范大學附屬中學,江西 南昌 330046)

縱觀每年的高考物理試題可以發現很多的新情景、新問題,不過新的試題往往有其來源和出處.本文研究2016年江蘇高考物理試題第14題的原型題,管窺高考命題者的命題思想.

高考物理；原型題；演變研究

2016年江蘇高考物理試題延續了江蘇省自主命題的特點,在保持題型不變的前提下,每年都有新的情景、模型出現.以2016年江蘇高考物理試題第14題(以下簡稱第14題)為例,很多學生對第(2)、(3)問感到很新穎卻又無法下手.追本溯源,這道題目改編自一道常見的典型物理競賽試題,情景和設問的方式有所改變,但物理思想是一脈相承的,可以認為是第14題的原型題.下面研究此原型題,并分析它是如何演變為本高考試題的.

江蘇高考題:如圖1所示,傾角為α的斜面A被固定在水平面上,細線的一端固定于墻面,另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連,B靜止在斜面上.滑輪左側的細線水平,右側的細線與斜面平行,A、B的質量均為m.撤去固定A的裝置后,A、B均做直線運動.不計一切摩擦,重力加速度為g.求:

圖1

(1)A固定不動時,A對B支持力的大小N；

(2)A滑動的位移為x時,B的位移大小s；

(3)A滑動的位移為x時的速度大小vx.

原型題:如圖2所示,一個質量為M的三角形斜面體放在光滑的水平地面上,斜面體左右兩邊斜面的傾角分別為θ1和θ2,頂部裝有小滑輪,質量分別為m1和m2的兩個木塊通過輕繩相連跨過小滑輪放在斜面上.現將該系統由靜止放手,不計所有摩擦,輕繩和斜面均足夠長,重力加速度為g,求當三角形斜面體的位移為xM時的速度vM.

圖2

解析：方法一:用動力學知識求解

設斜面的加速度為aM，m1和m2相對斜面的加速度為a，于是m1和m2相對地面的加速度是由aM和a的矢量合成，如圖3所示，設繩的拉力為T,對m1沿左側斜面方向，由牛頓第二定律有：T-m1gsinθ1=m1(a-aMcosθ1).對m2沿右側斜面方向，由牛頓第二定律有：m2gsinθ2-T=m2(a-aMcosθ2).

圖3

方法二:用能量和動量知識求解

設斜面向左的位移為xM、速度為vM時，兩個滑塊相對斜面的位移為x、相對速度為v，可畫出如圖4、圖5所示的矢量圖.

圖4

圖5

下面看看該原型題是如何逐步演變為第14題的.

圖6

如果圖2中θ1=0，則可演變為圖7，此時:

進一步地演變，如果圖7中的m1→，圖2可以演變為圖8，此時再令m2=M以及θ2=θ，則vM4可以改寫為：vM4=.

這樣多次演變后與第14題的情景完全相同，亦與第14題的答案完全相同！

通過對第14題的原型題的分析，我們可以得到以下啟示：

(1) 高考題雖然很新穎,初次接觸感覺很棘手,但一定有相應的物理模型,也一定有相應的原型題,不可能是無本之木,無源之水，用與原型題相應的方法可以解答.

(2) 我們應注重對原型題的研究,一些比較簡單的、含有比較好的物理思想的競賽題是原型題的題庫,比如運動學中的相對運動問題、有幾何約束的牛頓第二定律、保守力做功及相應的勢能、靜電鏡像法、戴維寧定理、渦旋電場與感應電動勢等.

(3) 我們在平時的教學中應該有意識地加強對原型題的訓練，當然不一定要在上課時講競賽試題，我們可以把一些原型題進行適當的簡化，去除復雜的數學推導和計算，保留其物理思想，然后介紹給學生，高考命題者就是這樣來命題，如果我們能順著命題者的命題思路去復習備考，會取得事半功倍的效果.

[1]陳燕.例談一道題在高考中的“華麗轉身”[J].物理之友,2015,(7).

[2]張小飛.經典中“變” 應用中“辨”——2015年江蘇物理高考第15題賞析[J].物理之友,2015,(12).