基于一道高考題的解法探討及對物理教學的啟示

劉 秀

(安徽省阜陽市第三中學 236000)

2014年我國教育部發布的教育部《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》指出“在基礎教育階段應該幫助學生形成適應個人終身發展和社會發展需要必備品格和解決問題的素養和關鍵能力，立德樹人.”基礎教育的目的在于落實立德樹人的根本任務. 2017年物理全國卷1第21題以日常學生較為熟悉熱點問題“力學中的動態平衡問題”為背景，但突破了力學態平衡問題較為常見的“已知合力和其中一個分力方向，研究在另一個分力發生變化時，兩分力大小如何變化”適度創新演化成“合力級兩分力的夾角不變同時旋轉兩分力方向的問題”，令不少學生感覺到很棘手.高考由知識立意向能力立意、素養立意的轉化，對學生的物理觀念和科學思維有較高的要求.是一道熟悉的創新的亮點題.

B．MN上的張力先增大后減小

C．OM上的張力逐漸增大

D．OM上的張力先增大后減小

解析解法一(平行四邊形)矢量三角形法

由題意可知，重物在運動過程中受重力，MN繩拉力TMN，OM繩拉力TOM，TMN與TOM夾角保持不變.在某一時刻三個力受力分析示意圖如圖2所示，將此三個力平移為矢量三角形如圖3所示.因為mg大小方向不變.TMN與TOM的夾角不變，故可將三個力平移入圓中如圖4，mg為一條固定的弦(固定的弦所對應的圓周角為定值).由圖4可得TMN從0逐漸變為直徑，故TMN逐漸增大，A對B錯，TOM先從弦變為直徑再變為弦，故TOM先變大后變小，C錯D對，故選AD.

解法二等效法

重物在受重力mg，MO繩拉力FMO,MN繩的拉力FMN，FMO和FMN夾角保持不變方向在逆時針轉動90°的過程中根據等效法視為FMO和FMN方向不變，重力mg的方向順時針旋轉90°.作矢量三角形圖如圖5所示，在旋轉過程中MO繩拉力FMO先增大后減小，在β=90°(FMO與圓相切即重力方向垂直時)值最大.MN繩的拉力FMN逐漸增大.

解法三(正弦定理)拉密定理

二、解法評析

本題的各種不同的解法中明顯共同的特征就是數學性，用數學思想思考、分析、解決物理問題，如：解法一中根據夾角不變巧妙建立輔助圓，解法三中運用拉密定理等考綱中對“運用數學知識解決物理問題能力”考查，體現了數學和物理的密切聯系，凸顯數學思維的豐富特性,到落實《考試大綱》和反映新課改理念.

教學啟示 基于上述分析研究，在高中物理教學中，要結合教育部提出“在基礎教育階段應該幫助學生形成適應個人終身發展和社會發展需要必備品格和解決問題的素養和關鍵能力，立德樹人” 通過教學幫助學生形成物理學科核心素養.”教學采取如下目標定位：(1)教學中構建教學情境，培養學生的實踐意識，培養運用物理知識處理實際、運用數學知識解決物理問題的能力.(2)通過啟發式提問和研討式教學培養學生強烈的問題意識，邦之學生逐步形成物理觀念建立科學的思維方式.(3)加強高階思維能力的訓練.通過問題情境的建構和布置有一定深度的問題求解任務，激發學生的求解欲望，使學生把分析、評價、創造自覺運用到問題求解的過程中，從思維提升的角度發展高階思維能力.

參考文獻：

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