2020年全國Ⅲ卷理科綜合第25題的解法及教學啟示①

陳麗珊

(貴州省畢節市黔西第一中學，貴州 畢節 551500)

1 原題呈現

例題(2020年全國理綜Ⅲ卷25題)：如圖1所示，相距l=11.5m的兩平臺位于同一水平面內，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運動，其速度的大小v可以由驅動系統根據需要設定。質量m=10kg的載物箱(可視為質點)，以初速度v0=5.0m/s自左側平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.10，重力加速度取g=10m/s2。

圖1

(1) 若v=4.0m/s，求載物箱通過傳送帶所需的時間；

(2) 求載物箱到達右側平臺時所能達到的最大速度和最小速度；

2 利用圖像法求解

圖2

(2) 若載物箱到達右側平臺時能達到的速度最大，畫出的v-t圖像如圖3所示。若載物箱到達右側平臺時能達到的速度最小，畫出的v-t圖像如圖4所示。

圖3

圖4

圖5

設載物箱從左側平臺到右側平臺運動的時間為t4，結合圖5可得：

3 運用圖像法的優勢分析

(1) 從科學思維的視角看，圖像解法突出可視化，能直觀反映出載物箱具體的運動情況，在運算方面，利用v-t圖像下的“面積”與位移的關系就可求得時間，降低了計算難度。

(2) 從物理觀念的視角看，圖像能反映物體運動的位移與時間的關系、速度與時間的關系，可促進學生的運動與相互作用觀念的形成。

4 教學啟示

(1) 在問題解決中要重視引導學生選擇更優的方法，《普通高中物理課程標準(2017年版)》根據問題情境的復雜程度、知識和技能的結構化程度、思維方式等的綜合程度，劃分了5級學業質量水平，體現了學生在不同復雜程度情境中運用重要概念、方法和觀念等解決問題的關鍵特征，所以問題解決的方法選擇體現了學生的核心素養水平。

(2) 在科學探究中要重視學生選用多種方式進行交流和表達。在學生表達能力的培養方面，一要關注交流內容的組織，包括問題的提出、探究方案的設計、數據的收集和整理、結論的得出及解釋、存在問題的反思等；二要關注表述的形式，包括文字、表格、圖像、公式、插圖等，在本題的解答中，選用圖像進行表達，既實現了載物箱運動情況的可視化，也實現了學生思維過程的可視化，是評價學生核心素養水平的重要依據。

(3) 在教學中要養成對問題進行深度剖析的習慣。“一題多解，一題多變，一題多問”是針對某一問題從多角度去剖析的重要方式，體現了核心素養背景下教學要從解題向問題解決的轉變的要求，需要優化問題解決的方法。