基于核心能力考查 落實核心素養教學
——2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題的分析與教學建議

陳志軍

(安徽省績溪中學,安徽 宣城 245300)

·高考命題研究·

基于核心能力考查落實核心素養教學
——2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題的分析與教學建議

陳志軍

(安徽省績溪中學,安徽 宣城 245300)

本文對2017年高考全國卷Ⅱ理綜第25題進行了深入的分析與拓展,并提出落實核心素養的教學建議.

全國卷;物理概念;科學思維;核心素養

圖1

原題.如圖1,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區域存在方向水平向右的勻強電場.自該區域上方的A點將質量為m、電荷量分別為q和-q(qgt;0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出.小球在重力作用下進入電場區域,并從該區域的下邊界離開.已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍.不計空氣阻力,重力加速度大小為g.求

(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;

(2)A點距電場上邊界的高度;

(3) 該電場的電場強度大小.

1 試題分析

1.1 命題立意

本題主要考查重力場和電場組成的復合場的性質、合運動與分運動的特點和規律、牛頓運動定律及其應用、平拋運動的特點和規律、勻變速直線運動的規律及公式、動能定理及其應用.考查學生的理解能力、推理能力、分析能力、綜合能力、思維能力以及應用數學知識解決物理問題的能力.

1.2 試題特點

本題是多物體、多過程的綜合問題,涉及到力學和電學知識,突出力學的基礎地位,加強對合運動與分運動、平拋運動、勻變速直線運動、電場強度等核心概念的考查,注重數學建模能力、多過程的理解、分析能力,具有很強的選拔功能.

2 試題解答

(1) 設帶電小球M、N拋出初速度均為v0,則它們進入電場時的水平速度仍為v0;M、N在電場中的運動時間t相等,電場力作用下產生的加速度沿水平方向,大小均為ax,在電場中沿水平方向的位移分別為x1和x2.由題干條件和運動公式可得

0=v0-axt，

(2) 設A點距離電場上邊界的高度為h,小球下落h時在豎直方向的分速度為vy,由運動公式得

vy2=2gh，

因為M在電場中做勻加速直線運動,由幾何關系知

(3) 設電場強度為E,小球M進入電場后做勻加速直線運動,則

設M、N離開電場時的動能分別為Ek1和Ek2,由動能定理得

由已知條件知Ek1=1.5Ek2,

3 分析與拓展

3.1 圖像法求水平方向的位移之比

圖2

3.2 復合場中類斜拋的矢量運算突破高度求解

圖3

方法1:運用運動學推導比例式.

方法2:運用運動學公式.

方法3:運用對稱性和平拋運動特點.

3.3 分方向動量定理和動能變化關系求解電場強度

方法1:用運動學公式.

方法2:運用動量定理.

方法3:運用動能關系.

4 教學建議

4.1 注重基本概念的理解和基本規律的應用

本題不僅考查牛頓力學、勻變速直線運動問題,更回歸到對運動的合成與分解的概念、合運動與分運動的特點、平拋運動的特點、勻變速直線運動的規律、速度的分解、力的合成與分解等基本概念和基本規律的考查.本題很好地體現了基礎性,對物理基本功考查要求較高,在對新情境問題的解決過程中,突出學生的理解能力、推理能力、分析綜合能力等,也對中學教學跳出題海,回歸到加強物理基本概念和基本規律的掌握和發展學生基本核心素養的軌道上來.

4.2 注重知識的拓展,培養思維能力

本題雖考查的主要內容是牛頓力學、勻變速直線運動、合運動與分運動關系問題,但在教學中,可以拓展到平拋運動的推論應用、類斜拋運動規律于處理、矢量運算、復合場的處理、分方向動量定理、動能改變關系以及對稱性、對比等科學思維方法的應用,反過來促進學生對合運動與分運動關系本質的理解,培養學生多向的、開放的發散性思維能力和創新能力,有效提高學生的科學思維和科學方法的運用水平.

4.3 注重數學知識的應用,提高核心能力

本題類斜拋運動的處理、矢量運算、相似三角形的運用、多物體多過程物理量關系的分析,很好地體現了數學知識在解決物理問題上的應用.在中學物理教學中要引導學生應用數學知識表述物理概念、總結物理規律,注重把物理情景和數學建模完美的結合起來,根據具體問題,找到物理量之間的關系.利用函數、幾何圖形、矢量運算、復數、不等式、極限、數列等數學知識進行運算和推導.啟發學生從不同角度、不同方向去分析問題中的數理關系,拓展分析思路與方法,增強學生嚴密的科學思維、邏輯思維,增強利用數學知識解決物理問題的能力,提高核心能力,落實核心素養.

2017-07-30)