用物理學(xué)科思想剖析2022年全國乙卷壓軸題

摘?? 要：本文主要論述運(yùn)用物理學(xué)科思想剖析2022年全國乙卷壓軸題并對試題所涉及的問題進(jìn)行了拓展延伸，旨在強(qiáng)調(diào)學(xué)科思想的重要性.

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科思想；對稱思想；守恒思想；微元累加思想；類比思想；邏輯推理思想

中圖分類號：G632???????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????? 文章編號：1008-0333（2023）07-0114-02

例題?? 如圖1（a），一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑水平面上;物塊B向A運(yùn)動，t=0時與彈簧接觸，到t=2t0時與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束，A、B的v-t圖像如圖1（b）所示.已知從t=0到t=t0時間內(nèi)，物塊A運(yùn)動的距離為0.36v0t0.A、B分離后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，與一直在水平面上運(yùn)動的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，達(dá)到的最高點與前一次相同.斜面傾角為θ（sinθ=0.6），與水平面光滑連接.碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).求：

（1）第一次碰撞過程中，彈簧彈性勢能的最大值；

（2）第一次碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值；

（3）物塊A與斜面間的動摩擦因數(shù).

解析?? （1）分析題意可得B與A相互作用時，彈簧先被壓縮后伸長，故B先做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，后做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動；由物理學(xué)科對稱思想可知，A先做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動，后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時A、B分離.故當(dāng)A、B共速時，彈簧壓縮最短彈性勢能最大.由物理學(xué)科守恒思想可知，整個過程系統(tǒng)水平方向不受外力，故動量守恒；又由于系統(tǒng)無機(jī)械能損失，故機(jī)械能守恒；故有：

mB·1.2v0=（mB+m）v0

Epmax=12mB（1.2v0）2-12（mB+m）v20

聯(lián)立解得：mB=5m?? Epmax=0.6mv20

拓展? ?假設(shè)題設(shè)情景中光滑水平面足夠長，B與彈簧接觸即粘連，則A、B的v-t圖像如圖2，這是因為系統(tǒng)水平方向不受外力，系統(tǒng)質(zhì)心做勻速直線運(yùn)動，而A、B關(guān)于質(zhì)心做機(jī)械振動，由物理學(xué)科對稱思想可知，A、B運(yùn)動的v-t圖像一定關(guān)于質(zhì)心v-t圖像對稱的.

大物理教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)的物理教學(xué)，教的是物理思想，物理公式和定理、定律均是物理思想的客觀呈現(xiàn)，運(yùn)用它們解決物理問題就是物理思想的應(yīng)用，這種應(yīng)用是符合客觀實際的，是科學(xué)的.經(jīng)過系統(tǒng)的物理學(xué)習(xí)及物理學(xué)科思想應(yīng)用，對學(xué)生將來處理生產(chǎn)生活問題產(chǎn)生巨大影響，并始終處于一種正確的導(dǎo)向位置.一道高考題考查了學(xué)生運(yùn)用多種物理學(xué)科思想解決問題的能力，這就是高考試題選撥功能的重要體現(xiàn).

參考文獻(xiàn)：

［1］ 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程實驗教科書·物理［M］.北京：人民教育出版社，2010.

［責(zé)任編輯：李?? 璟］

收稿日期：2022-12-05

作者簡介：單文忠，男，中學(xué)正高級教師，從事高中物理教學(xué)研究.