就高考谈力学复习

就高考谈力学复习 备课组长：陈进生 撰写者：黄剑峰 本文摘要：物理学科是考查学生理解、推理、实践、创新应用、综合分析、应用数学处理物理问题、实验等方面能力的学科， 在理科综合中最能体现高考的区分度。而力学部分又是每年高考主要组成部分，有关力学或电力学结合的题目也往往是每年 高考物理试题中的压卷题。本文就最近几年来高考力学方面的特点，笔者近年来在总复习中的反思，及采取对应措施，提出 了粗浅的见解，供同行参考。本文分为三部分 第第部分：近年来高考理综试卷中力学特点及分析部分：近年来高考理综试卷中力学特点及分析 特点一：近年来高考物理力学试题注重多种能力的考查，包括 5 个方面：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数 学处理物理问题的能力和实验能力。如 04 年理综试卷中 15 题考查了运用牛顿运动定律解题的推理能力， 23 题考查了万有引 力定律应用和平抛运动相结合的分析综合能力，25 题考查了牛顿运动定律和匀变速直线运动规律相结合的分析综合能力；05 年理综试卷中 23 题既考查了人与跳蚤运动过程的分析，又考查了人与跳蚤起跳过程的联系，24 题既考查了挂钩分别挂上物体 C、D 后各物体的运动和能量转化过程分析，又考查了前后两个过程中隐含的弹性势能及其改变量相等的内在联系，两题都突 出考查了分析综合能力和运用数学处理物理问题的能力；06 年理综试卷中 19 题以考查理解能力、推理能力、运用数学处理物 体问题的能力，要求学生将题目给出的实验装置与振动图象结合起来，认识竖直弹簧振子的自由振动、受迫振动的图景，结 合共振的知识，做出正确的判断。24 题既考查了煤块与传送带运动过程的分析，又考查了煤块与传送带运动过程的联系，既 可用牛顿运动定律与匀变速直线运动规律解题的分析综合能力，也可用图像法来求解的应用数学处理物理问题的能力。 特点二：近年来高考理综物理试题中，力学都占了大部分，让人不得有“得力学者，得天下”的感言，力学所占比例， 统计如下： 表（一）：2004 年2006 年高考理综试卷试题力学部分一览表 比较内容2004 年2005 年2006 年 理：化：生120：102：78120：102：78120：102：78 力学选择题15、17、2014、16、1816、19、20 物理实验题22（1） （4 分）22（1） （5 分） 计算题分值 23（16 分） 25（20 分） 23（16 分） 24（19 分） 23（16 分） 24（19 分） 25（20 分） 力学占分值 585863 占分比例 48.33%48.33%52.5% 特点三：从试卷的力学知识比列分配来看，选择题强调考查力学知识的覆盖面，大题仍然考力学的主干知识，突出了学 科内的综合，符合考试大纲对各部分知识点要求的比重，覆盖面上突出主干知识，兼顾非主干知识。力学知识比例分配 统计如下： 表（二）2004 年2006 年高考理综试卷试题力学知识点分布一览表 时间题号题型分值知识点 15 选择 6 6.匀变速直线运动 20.牛顿定律的应用 17 选择 6 34.简谐振动的振动图像 38.横波的图像 20 选择 6 23.超重和失重 24.共点力作用下的物体的平 衡 22 实验 4 123.同时练习使用螺旋测量器 23 计算 16 9.平抛运动 21.万有引力定律的应用 31.机械 能守恒定律 2004 年 25 计算 20 6.匀变速直线运动。加速度公式，atvvt 0 , 20.牛顿定律的 2 0 2 1 atvsasvvt2 2 0 2 应用 14 选择 6 20.牛顿定律的应用 23.超重和失重 16 选择 6 21.万有引力定律的应用 18 选择 6 38.波长、频率和波速的关系 22 实验 5 116.验证力的平行四边形定则 23 计算 16 6匀变速直线运动、加速度公式 ，, atvvt 0 2 0 2 1 atvsasvvt2 2 0 2 2005 年 24 计算 19 24.共点力作用下的物体的平衡 30.弹性势能 31.机械能守恒定律 16 选择 6 21万有引力定律应用 19 选择 6 34弹簧振子，简谐振动，简谐振动的振幅， 周期和频率 37自由振动和受迫振动，受迫 振动的振动频率.共振及其常见的应用 20 选择 6 25动量冲量动量定理 27功功率 23 计算 16 3匀速直线运动、速度、速率、位移公式 s=vt 40声波 24 计算 19 6匀变速直线运动、加速度公式 ，, atvvt 0 2 0 2 1 atvsasvvt2 2 0 2 20牛顿定律的应用 25动量冲量动量 定理 2006 年 25 计算 20 6匀变速直线运动、加速度公式 ，, atvvt 0 2 0 2 1 atvsasvvt2 2 0 2 20牛顿定律的应用 特点四：关注课改理念，注重联系生活，关注社会热点和现代前沿科技知识。 近几年来高考理综物理力学试题中出现了与生活、生产、科研实际联系的题目，增加与科技发展动态、社会热点的题目， 统计如下： 表（三）2004 年2006 年高考理综部分力学试题的知识背景 时间题号题型分值知识背景 20 选择 6 运动员在运动过程中超重、失重问题 23 计算 16 勇气号在火星表面着陆的最后阶段2004 年 25 计算 20 桌布匀加速抽离桌面的运动过程 14 选择 6 人在运动电梯中超重、失重问题 16 选择 6 火星和地球的圆周运动问题2005 年 23 计算 16 人与跳蚤的起跳和上升运动过程 16 选择 6 嫦娥 1 号绕月运行的圆周运动问题 20 选择 6 运动员的下蹲起跳运动过程2006 年 24 计算 19 煤块与传送带相对运动过程 总体上看，近年高考物理力学试题充分体现物理学科的特点，考查了物理学科力学方面的基本概念与基本规律，突出考 查力与运动学，能量守恒定律。考查力度加大，稳中有变，稳中有新，美中不足的是：考查的题型以物理模型化内容居多； 突出物理实践能力、理论联系实验的试题较少。但这两个问题也成为明年高考我们要注意的问题。 第第部分：近年来力学复习中存在的问题部分：近年来力学复习中存在的问题 一、 教师方面： 1、对于个别不是从高一开始带班，而是高三才接手的老师，就应根据学生在高一、二年学生所学力学知识掌握的程度， 重新安排复习的进度和要采取的措施。而不是还是以自己为中心，按照以前的老方法去复习。 2、随着高考提前开始，在复习中就存在了复习时间紧、赶进度的问题，力学作为高考中考查的主要部分，学生掌握的好 坏也往往立刻体现在高考的成绩上，为了提高复习质量，在复习上决不能因为时间紧就去赶进度，而应根据学生的实际情况， 合理的安排复习进度，制定学习计划，确实做到复习到位，保证复习质量。 3、教师队伍良莠不齐，年轻教师较多的问题。随着高中扩招，需要的教师变多了，教师素质良莠不齐，年轻教师增多， 这都对复习造成一定的影响。对于它，应充分利用备课组的力量，集思广益，互助互补，让老教师带动新教师，发挥集体的 智慧。 二、学生方面 1、定位不准确。对自己的物理水平没有准确的定位，不能够实事求是，清醒地认识自己的能力。突出的有两类;第一类， 高估自己的水平，在复习过程中一味钻研难题，忽略基础知识，追求巧解偏题怪题，忽略常规解法。另一类，估自己的水平， 习惯于解决较为容易的物理题，一旦遇到刺手的题目，不自觉地“退避三尺”，总以为自己的能力不够，而不愿意深思熟虑。 只有真正了解自己，才可以做到有的放矢。 2、“题海战术”提高物理成绩。许多学生认为：“只要我不笨，没有搞不会的”。例如做一份试卷，把错误挑出来，再 做一张试卷，再挑出来。不管怎样，总会多一点掌握。导致高三复习中，“做题目对答案再做题目”，实际上收 效甚微。高三不能不做题,但光做题目不行。造成“只见树木，不见森林”。甚者许多学生遇到曾解过的题目，没有任何记忆。 心理学家指出：“如果，你想记住什么，你要做的就是将它与已知或已记住的东西联系起来。”建议分专题集中练习，练习 过程中不断进行归纳，使自己的认识不断提高，例如：力学部分的斜面问题、杆绳问题、瞬间作用问题等等。希望学生做到 基础知识的系统性和完整性，并且要求题目的系统性和通性通法，以不变应万变，切勿“题海战术”，无力自拔。 3、养成良好的习惯。好的习惯终生受益，不好的习惯终生后悔。学生在第一轮复习过程中一定要强调良好的解题习惯， 做到事半功倍。高考题区别平时的训练题，平时的题目可能在某一个知识点上要求的能力较高。但是高考题目的设计思想常 常定位在知识点之间的横向联系以及各类知识与技能的综合应用上。所以在第一轮复习中，一定要强调知识的系统性和完整 性，并且学到会归纳总结知识点和常用的基本方法，善于思考各部分知识之间的联系与转化，只有这样才能有利于综合能力 提高和知识的灵活应用。积小流，才至江河；积跬步，才至千里；提升自己的解题习惯，物理复习的重要环节之一。 第第部分：力学部分总复习的建议部分：力学部分总复习的建议 一、07 年第一轮力学复习备考的几点建议 时间：月至 12 月初，大约 3 个月； 形式：以章节为单元进行单元复习训练； 主要任务：针对各单元知识及相关知识进行分析、归纳，以形成力学知识体系； 重点：基本概念及其相互关系，基本规律及其应用； 对考生的要求：掌握基本概念，基本规律和基本解题方法与技巧； 重要性：第一轮的力学复习质量直接决定高考成绩。 建议一：加强双基、建立力学知识体系； 1、抓好基本物理力学知识的教学是高中物理第一轮复习的首要任务； 高考第一轮复习中，基本力学概念和基本力学规律的学习在整个复习中处于核心的地位，从根本上决定学习的效果。学 生可以通过两种形式来学习基本力学概念和基本力学规律：一是先从观察实验中获得感性认识，然后再从已经感知的大量同 类事物的不同例证中抽象出它们共同的关键特征，把感性认识上升为理性认识。这就要求教师做好演示实验，或者指导学生 做好学生实验；二是先用文字或符号直接给出力学概念的定义和力学规律，然后用原有的知识经验对新概念和规律进行消化 和理解，明确它所反映的物理对象的属性和规律。高中阶段的复习以后一种形式为主。 力学概念复习中应注意的问题：抓住力学概念的本质特征理解概念；理解力学概念的物理意义；理解概念间的联系与区 别。 力学规律复习中应注意的问题：弄清物理规律的发现过程；注意物理规律之间的联系；要深刻理解规律的物理意义；注 意物理规律的适用范围。 2、掌握力学知识结构，建立力学知识体系是学习基础知识、提高基本能力的有效学习方式。 复习完一部分力学内容后，学生根据自己的理解画出体系图是掌握概念、规律间逻辑体系的一种有效学习方式。 （1）弄清概念、规律间的逻辑体系；明确概念、规律、观念和方法之间是如何联系起来的，从而完整地理解物理知识结 构。 （2）先建小体系，再建大结构。滚动进行，螺旋上升。 而当全部复习完力学后，要使学生了解：受力分析和运动学是整个力学的基础，而运动定律则将原因（力）和效果（加 速度）联系起来，为解决力学问题提供了完整的方法。动量和机械能则从系统的观念和空间的观念开辟了解决力学问题的另 外两条途径，提供了求解系统问题、守恒问题等的更为简便的方法。有了这样的分析，整修力学知识就不再是孤立和零碎的， 而是为了研究运动和力的关系的有机整体。 3、要真正把加强双基落到实处： （1）要认真分析学生情况，针对学生水平制订详细周密的复习计划，明确主攻方向，把握好复习节奏； 分析学生水平，冷静面对各在模拟练习，切忌盲目追难、追新、追偏； 分析学生问题所在，设计好针对训练； （2）要以教材为主，以复习资料为辅，体现教材的基础作用；重点内容，重点复习，非重点内容，也要“面面俱到” ， 不留知识死角。 （3）要鼓励学生不怕苦、不怕累，敢于向困难挑战，养成良好的学习习惯，今日事今日毕，不达目的决不罢休。同时又 要脚踏实地，不要好高骛远，一步一个脚印，迈着坚定步伐朝前走。 （4）该学生自己做的事情，一定得让学生自己做，教师只能做设计师、引路人、观察员、评论员，要做到少讲、精讲、 讲透，给学生充分的时间和空间去思考、去总结。 （5）及时反馈，重在落实。 加强双基、建立力学知识体系，特别是对于基础知识和基本能力的提高尤其重要，从近几年的高考力学试题中都反映了 该点，特别是在选择题部分，如：（附录例 1 和例 2） 。 建议二：指导学生学会过程分析、掌握规范解题的步骤和方法； 1、掌握分析问题的方法，养成良好的思维习惯。在复习中要重视每一个问题的过程分析，每分析、解决一个物理问题都 要知道它是一个什么样的模型，涉及到什么概念，应用了什么规律，采用了什么方法。一个良好的思维程序应该是：逐字 逐句，仔细审题。想象情景，建立模型。分析过程，画出草图，找到特征。寻找规律，列出方程。推导结果，讨论 意义。 2、如何提高学生的解答物理习题的能力？ （1）每天的解题训练必不可少，除正常教学中的习题布置外，可在教室专栏中设置物理每日一题 ，教师精选典型习 题由科代表负责抄写，调动学生解答物理习题的积极性。 （2）以传统题、基础题训练学生的思维方式，努力培养学生正确、良好的解题习惯。 （3）题量要适当，我们反对题海战术，但没有一定数量的训练，想要提高物理解题能力，就只能成为一句空话。关键是 要做到题目要精选，难度要适当，教师要指导学生进行解题反思，举一反三，以一当十，提高效益，发展能力。 （4）即时纠错。 让学生学会过程分析、掌握规范解题的步骤和方法、形成一个良好的思维习惯，这在高考中也是尤其重要的，从近 年来高考的力学试题中，它并不回避成题，从每年高考试题中我们都可以找到教材和复习中习题的影子，如：（附录例 3 和 例 4） 。 建议三：培养兴趣和信心 复习过程中要注意培养学生学习物理力学的兴趣和信心。对于高三的学生谈学习兴趣问题看似没有必要，实际上兴趣既 是学习好物理力学的重要非智力条件，同时兴趣又是学生对学好物理充满信心的心理基础。从阅卷情况看，一些学生由于对 物理没有信心，畏难情绪驱使他们放弃对简单物理试题的分析与解答，跳过本来比较基本的物理题，从而痛失了本来属于他 们的得分。因此我们在复习过程中，教学的要求一定要切准学生的实际水平，特别一般校的复习工作，针对基本欠佳的学生， 教学中不要盲目的追求高考试题中的难题，而应在基本题和中档题上下功夫。 二、第二轮专题复习中力学部分的建议 1、在第二轮复习中，应加大力学知识调用的跨度，提高综合应用力学知识的能力，再次帮组学生理解力学知识间的联系， 构建力学知识网络。并着重于力学的主干知识及其应用。其主干知识如下： 力学主要研究物体的受力与运动之间的关系，物体的受力及初始条件决定了物体的运动情况。 （）力和运动的关系 关于物体的受力特征、运动类型、运动规律等，要通过归纳和总结，构建起知识体系的框架，做到融会贯通。 （）解决力学综合问题的三种思路 力学的主要物理规律有：共点力的平衡条件、运动学的基本规律、牛顿运动定律、动能定理和机械能守恒定律、动量定 理和动量守恒定律等。解题时对所涉及到的物体和系统，应能明确问题的物理状态、物理过程和物理情境，能够正确分析物 体的受力图景、运动图景和能量图景，上述两大方面是解决力学综合问题的基础。 根据力学的基本规律，可以总结得到解题的三条基本思路： 牛顿运动定律结合运动学规律解题。这适合于解决恒力作用下物体的运动，如匀变速运动（直线或曲线），对于变力 作用下的复杂运动，运动学规律就难以奏效了。 从动量角度出发，运用动量定理和动量守恒定律解题，动量是状态量，动量守恒不涉及物体的过程量，所以尤其适用 于变力作用下的复杂变化，如打击、碰撞、爆炸等瞬时作用（或时间很短）的问题。当然，对恒力的持续作用问题，也可以 从动量的角度来解决。 从能量的角度出发，运用动能定理和机械能守恒定律解题，动能、势能、机械能都是状态量，动能定理和机械能守恒定 律只涉及物体的始、末状态，而不涉及到具体过程和过程量，从而避免了分析过程量（诸如s、a、t 等）所带来的复杂性，使 解题过程得以简化，对于恒力或变力、持续作用或短暂作用、直线运动或曲线运动，都可以从能量的角度来解决，而且越是复 杂多变的用牛顿定律和运动学规律难以解决的问题，用能量来解决就越显得简便。 在解力学综合题时，应优先考虑从能量和动量的角度着手，选好研究对象，明确物理过程，分清初态、末态，可把动量 和能量的相关规律结合求解，不要看到力学问题，就想到用 F=ma 和运动学的规律，而不进行思路选择，这种倾向应注意克服。 （）功和能 功和能是力学范围内最重要的两个基本概念，要明确常见的力做功各有什么特点，明确做功与能量转化之间的关系 功是能量转化的量度，某种力所做的功和特定形式的能量转化相对应，应该明确这种能量转化的对应关系。只有这样才能深 刻理解和把握功和能之间的内在联系，为熟练应用打下扎实的基础。 常见的力做功特点及所对应的能量转化关系见下表： 名称计算公式特点能量变化 重力功 WG=mgh 与路径无关 重力势能 Ep变化 WG=Ep 弹力功 2 2 1 kxxNWN 弹 (适用于弹簧的弹力) 与路径无关 弹性势能 Ep变化 WN=Ep 摩擦力功 ，fsWf WsfW 净 与路径有关 一对静摩擦力所做总功恒为零 一对滑动摩擦力做总功恒为负 系统内能变化 |W净|=E内 电场力功WE=qUAB=q(UAUB)与路径无关电势能 E 变化 对匀强电场 WE=qEd (WE=IUT) （与用电器性质无关）WE=E(静电场) 磁场力功 W安=F安s W洛=0 消耗的能量由电场能转换而来， 不是由磁场能转换而来 电场能变化 |W安|E电 分子力功 rr0时，当 r，W0 r0；r，W0 分子势能 Ep变化 W=Ep 2、再以上面的力学主干知识，相应设置一些专题，如牛顿第二定律专题，动量和能量专题，圆周运动（类平抛运动）专 题 在第二轮复习中，加强学科内综合，尤其是力学知识板块内综合是尤其重要的，可以肯定地说，理综试题不再可能免强 进行理、化、生等学科间的综合，物理试题中综合题是肯定会有的，这也是新课程对学生的能力要求之一。一个明显的趋势 就是进行物理学科内的综合，如：（附录例 5） 。 综上所述，高三物理复习只要在打好基础、提高能力上去下功夫，就能达到全面提高物理复习质量和效率的目的。分析 能力、应变能力、推理能力及解答物理问题的综合能力也就会顺理成章地得到提高。也就实现了“得力学者，得天下”的感 言。 附录：例 1（05 年全国卷）14.一质量为 m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为，g 为重力加速度。人对电 3 g 梯底部的压力为：（ ） A B C D 3 mg mg2mg 3 4mg 【答案】： D 【解析】：要求得人对电梯底部的压力，可以反之求电梯底部对人的支持力，对人分析可知，人具有一个向上的加速度为， 3 g 人发生超重现象，所以：。 3 4mg mamgF 支 【备考提示】：本题涉及超重失重的考查，只要有扎实的基本功，认真分析题意，就能顺利解答。 例 2（06 年全国卷 I）20.一位质量为 m 的运动员从下蹲状态向上起跳，经 t 时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为 v。 在此过程中， A.地面对他的冲量为 mvmgt，地面对他做的功为mv2 2 1 B.地面对他的冲量为 mvmgt，地面对他做的功为零 C.地面对他的冲量为 mv，地面对他做的功为mv2 2 1 D.地面对他的冲量为 mvmgt，地面对他做的功为零 【答案】：B 【解析】：设地面对运动员的作用力为 F，则由动量定理得：(Fmg)tFtmvmgt；运动员从下蹲状态到身体刚好 伸直离开地面，地面对运动员做功为零，这是因为地面对人的作用力沿力的方向没有位移。 【备考提示】：本题涉及动量定理和功的考查，只要有扎实的基本功，认真分析物理过程，正确转换物理模型，就能顺利解 答。 例 3（05 年全国）23、原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速） ，加速 过程中重心上升的距离称为“加速距离” 。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度” 。现有下 列数据：人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m， “竖直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m， “竖直高度” h2=0.10m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为 0.50m，则人上跳的“竖直高度”是多少？ 【解析】：用 a 表示跳蚤起跳的加速度，v 表示离地时的速度，则对加速过程和离地后上升过程分别有： 2 2 2adv 2 2 2ghv 若假想人具有和跳蚤相同的加速度 a ，令 V 表示在这种假想下人离地时的速度，H 表示与此相应的竖直高度，则对加速过程 和离地后上升过程分别有： 1 2 2adVgHV2 2 由以上各式可得： 2 12 d dh H 代人数值，得：H=63m 【备考提示】：本题就涉及匀变速直线运动及其规律的考查，既考查了人与跳蚤运动过程的分析，又考查了人与跳蚤起跳过 程的联系，题目设计巧妙，能力要求较高，对分析物理过程也要有较高的能力。 例 4（04 年全国）25、一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的 AB 边重合，如图。 已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1，盘与桌面间的动摩擦因数为 2，现突然以恒定的加速度 a 将桌布抽离桌面，加速度方 向是水平的且垂直于 AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度 a 满足的条件是什么？（以 g 表示重力加速度） A a B 【解析】：设圆盘的质量为，桌长为 ，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为，有： ml 1 a 11 mamg 桌布抽出后，圆盘在桌面上作匀减速运动，以表示加速度的大小，有： 2 a 22 mamg 设圆盘刚离开桌布时的速度为 ，移动的距离为，离开桌布后在桌面上再运动距离后便停下，有： v 1 S 2 S 11 2 2Sav 22 2 2Sav 圆盘没有从桌面上掉下的条件是： 12 2 1 SlS 设桌布从圆盘下抽出所经历的时间为 ，在这段时间内桌