學科核心素養下的物理復習課

任雋燕

摘 要

“科學思維”是物理學科學科素養的要素之一，它主要是指高中物理中重要的思維方法，包括建模的思想、理想化方法、分析綜合、抽象概括、批判性思維、推理論證等思維與方法，也是高考物理對學生的能力要求，課堂教學要致力于學科核心素養的提升，高三復習在對整個高中所學物理知識的整合的過程中，教師通過習題的篩選、分析、變式、遷移整合知識點，鍛煉學生的科學思維能力，學生在學習的過程中獲得感悟，逐步形成自己所獨有的學習能力和學習方法及技巧，達成教學目的。

【關鍵詞】學科核心；素養下；物理；復習課

高中物理涉及到變力做功的問題都是較難的題目，學會把一個復雜的問題化解為若干個比較簡單的問題，弄清其中的物理狀態、物理過程和物理情景，找出起重要作用的因素，困難會迎刃而解。課堂教學問題的設置，由一個易錯點引發考，分析這類問題的特點，找出這類的解決方法，達到以點帶面的效果。

問題：如圖1，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質量為m的質點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功。則

A. ，質點恰好可以到達Q點

B. ，質點不能到達Q點

C. ，質點到達Q后，繼續上升一段距離

D. ，質點到達Q后，繼續上升一段距離

分析：求質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功，動能定理結合圓周運動求出，質點是恰好到達Q點還是越過點，是學生容易出錯的點， 沒有仔細分析，誤認為質點從N點運動到Q點的過程中克服摩擦力所做的功也等于，會選中A答案。

如圖2所示。

圓軌道上摩擦力做功是變力做功，換個單一的場景來重點討論曲面上摩擦力做功的相關因素，一個質量為m的木塊在圓軌道上運動，與軌道間的摩擦因數為μ，設圓軌道半徑為R，滑到A點到B點的速度均為v，且OA和OB與豎直方向的夾角均為θ，木塊在圓軌道內外側受力分析如同，當木塊滑到圓軌道外側A點時，則有

當木塊滑到圓軌道內側B點時，則有

圓軌道上由于正壓力的變化引起滑動摩擦力的變化，得出滑動摩擦力做功與“速度有關”，具體的關系是：

（1）物體滑到豎直圓軌道外側任一位置時，物體運行速度越大，所受摩擦力越小；

（2）物體滑到豎直圓軌道內側任一位置時，物體運行速度越大，所受摩擦力越大。

因為質點從P點運動到N點再到Q點的過程速度不斷減小，所以質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功比點從N點運動到Q點的過程中克服摩擦力所做的功多，質點到達Q后，還會繼續上升一段距離，正確答案是C。圓周運動中的動摩擦力做功之所以與速度有關是因為動摩擦力正比于正壓力，而正壓力又與向心力有關，這種問題在高一物理學習中分析過，遺忘或放在綜合問題中不能辨識，導致出錯。

變式：如圖所示，A、B是一段粗糙程度相同的凸凹形曲面，且A與B在同一水平面上，已知完全相同的甲、乙兩物塊，甲以速度v0從A滑到B時速度變為v1，乙也以速度v0從B滑到A時速度變為v2，則v1與v2的關系是（ ）

A.v1v2 C.v1=v2 D. 無法判定

通過變式進一步鞏固解題方法，由學生討論回答：

應用上面兩條結論，由于摩擦，在外軌道上滑行時物塊甲的速度大于乙速度，因此在外軌道上運行時乙受的摩擦力大于甲受的摩擦力；在內軌道上滑行時物塊乙的速度大于甲的速度，因此在內軌道上運行時仍是乙受的摩擦力大，所以在全程中乙所受摩擦力均大于甲所受的摩擦力。應用動能定理，克服摩擦力做的功多，能量損失大，所以乙后來的速度v2小于甲后來的速度v1，從而選擇答案B。

變力做功是高中期間非常重要的物理模型之一，但摩擦力的大小和方向必須通過實際的運動性質才能判定，所以摩擦力做功具有不確定性，學生對變化的摩擦力做功的認識過于表象，無法認識到具體問題下包含著的物體受力、運動和能量等情況的關鍵信息，因而無法攻破物理問題中的諸多難點.教師在復習課中引導學生充分了解變力做功的物理特征，領會問題中的物理信息，對于提高學生相關題型的分析能力和解題效率是極具重要意義的。而學生通過復習不斷的回憶、對比、問題重組使得所學的知識融會貫通，提高理解、推理和分析綜合能力。

作者單位

江蘇省無錫市堰橋高級中學 江蘇省無錫市 214174