從考生錯(cuò)解談高中物理復(fù)習(xí)的備考策略

【摘要】本文以2023年全國(guó)高考乙卷物理壓軸題為例，主要從學(xué)生的錯(cuò)解入手，了解答題情況，并在此基礎(chǔ)上提出幾種典型的解法，希望能為學(xué)生的針對(duì)性復(fù)習(xí)和備考提供有效的參考.

【關(guān)鍵詞】高中物理；物理觀念；解題技巧

1真題再現(xiàn)

（2023年全國(guó)高考乙卷物理第25題）如圖1所示，一豎直固定的長(zhǎng)直圓管內(nèi)有一質(zhì)量為M的靜止薄圓盤(pán).圓盤(pán)與管的上端口距離為l，圓管長(zhǎng)度為20l.一質(zhì)量為m=13M的小球從管的上端口由靜止下落，并撞在圓盤(pán)中心.圓盤(pán)向下滑動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力與其所受重力大小相等.小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與管壁不接觸，圓盤(pán)始終水平，小球與圓盤(pán)發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短.不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g.求：

（1）第一次碰撞后瞬間小球和圓盤(pán)的速度大小；

（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之間，小球與圓盤(pán)間的最遠(yuǎn)距離；

（3）圓盤(pán)在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球與圓盤(pán)碰撞的次數(shù).

2錯(cuò)解展示

錯(cuò)解1考生判斷小球與圓盤(pán)最遠(yuǎn)距離失誤

絕大部分考生認(rèn)為當(dāng)小球上升至最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)，球與盤(pán)相距最遠(yuǎn)，并在這一判斷基礎(chǔ)上計(jì)算小球的位移，然后與該時(shí)間段內(nèi)的圓盤(pán)位移相加，得出結(jié)果.

錯(cuò)解2在錯(cuò)解1的基礎(chǔ)上認(rèn)為圓盤(pán)做勻加速運(yùn)動(dòng)，球在最高點(diǎn)時(shí)求一個(gè)上升位移.該時(shí)間段內(nèi)，計(jì)算圓盤(pán)的位移，兩者相加，得到最遠(yuǎn)結(jié)果.

考生在分析物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí)出現(xiàn)判斷失誤，錯(cuò)誤地認(rèn)為圓盤(pán)做勻變速運(yùn)動(dòng)，這主要?dú)w因于考生缺乏扎實(shí)的相互作用觀和運(yùn)動(dòng)觀.

錯(cuò)解3多次碰撞后，速度計(jì)算困難

確定了小球與圓盤(pán)的最大間距為l，與正確答案相同，但是沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)解釋.這給閱卷帶來(lái)了干擾.從客觀角度來(lái)看，這種解法也存在很多錯(cuò)誤.單從兩個(gè)時(shí)刻來(lái)看，應(yīng)明確指出，同一直線上兩個(gè)物體的追擊過(guò)程中，速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為二者在整個(gè)過(guò)程中距離不會(huì)超過(guò)l.另外，很多考生放棄作答第三問(wèn)，即使做答了，做對(duì)的也寥寥無(wú)幾.究其原因，時(shí)間規(guī)劃不合理，或者認(rèn)為題目難度較高，直接選擇了放棄.

錯(cuò)解4表示速度的字母設(shè)置隨意

對(duì)于小球和圓盤(pán)碰撞次數(shù)，學(xué)生在設(shè)定字母標(biāo)識(shí)時(shí)較為隨意，這也直接導(dǎo)致他們依次設(shè)置速度為v1，v2，v3，v4，列方程得出解后，無(wú)法明確這些速度分別代表第幾次碰撞的結(jié)果.

錯(cuò)解4直接利用“二級(jí)理論”

很多考生利用自己在日常練習(xí)答題過(guò)程中積累的公式，直接套用，缺失了重要過(guò)程.

3幾種妙解

妙解1對(duì)稱(chēng)性

判斷球速與盤(pán)速相等時(shí)，二者相距最遠(yuǎn).根據(jù)上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性得出第一次碰撞時(shí)，小球的位移為0，用時(shí)t，求解Δx1=u′1t=l.

妙解2結(jié)合圖象

判斷小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，圓盤(pán)勻速下降.根據(jù)碰撞后的小球與圓盤(pán)的速度和受力，繪制出二者的圖象，根據(jù)圖象求得最大距離.

妙解3借助圓盤(pán)參考系

速度相等時(shí)二者相距最遠(yuǎn).以圓盤(pán)為參考系，球從第一次碰撞點(diǎn)回到第二次與圓盤(pán)碰撞之前，小球的運(yùn)動(dòng)情況與上次一樣.第二次碰撞后，小球的速度再增加12v1，并做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，依此類(lèi)推，借助圓盤(pán)參考系，可以將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為純粹的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題.據(jù)此類(lèi)推，圓盤(pán)共位移4次，故碰撞4次.

4備考策略

4.1形成物理觀念

根據(jù)學(xué)生對(duì)本題的答題情況，不難看出，學(xué)生對(duì)力學(xué)、物體速度、上拋運(yùn)動(dòng)、能量守恒等相關(guān)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握并不牢固，他們無(wú)法準(zhǔn)確判斷物體在初始運(yùn)動(dòng)后的后續(xù)運(yùn)動(dòng)情況，這在錯(cuò)解1與錯(cuò)解2中學(xué)生的解答中表現(xiàn)得尤為明顯.學(xué)生對(duì)圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)物體相距最遠(yuǎn)條件的分析能力和判斷能力較差，這也給教師的物理教學(xué)提供了有益啟示，教師要有意識(shí)、有目的地培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀、物質(zhì)觀、能量觀等物理觀念，這對(duì)于學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)以及物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展都極為關(guān)鍵.一旦學(xué)生形成了基本的物理觀念，他們對(duì)題目的分析把握能力以及挖掘題目中隱含信息的能力也會(huì)逐漸增強(qiáng).

4.2培養(yǎng)物理思維能力

在處理復(fù)雜的物理情境時(shí)，由于其中存在的因素較多，教師在帶領(lǐng)學(xué)生分析題目時(shí)過(guò)于注重題目本身物理規(guī)律、物理知識(shí)或者物體復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過(guò)程的拆解與分析，而忽略了培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力的重要性.這進(jìn)一步提醒教師，要借助多物體、多過(guò)程的物理情境這一重要載體，培養(yǎng)學(xué)生的物理邏輯思維能力.比如，針對(duì)物理量的字母設(shè)置，教師要盡量挖掘字母背后的物理含義及其與其他物理量之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，這樣更有利于幫助學(xué)生理順答題思路，同時(shí)這也是學(xué)生物理思維的重要顯現(xiàn).教師在日常教學(xué)或備考過(guò)程中應(yīng)當(dāng)有所體現(xiàn).此外，本題還涉及了數(shù)形結(jié)合思想、對(duì)稱(chēng)思想等.

4.3培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力

題目涉及追及與相遇問(wèn)題，進(jìn)而可以判斷速度相等時(shí)，二者相距最遠(yuǎn).但學(xué)生判斷錯(cuò)誤，究其原因，還是學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，物理學(xué)習(xí)能力、物理建模能力等方面還存在不足.教師在日常教學(xué)或備考中，應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力，夯實(shí)學(xué)生的物理基本功，增強(qiáng)其靈活應(yīng)對(duì)題目的能力和信心.

4.4避免對(duì)公式的套用和濫用

在題海戰(zhàn)術(shù)之下，很多學(xué)生依靠大量教輔資料或練習(xí)總結(jié)答題技巧和經(jīng)驗(yàn)，極易被其中的“二級(jí)結(jié)論”所迷惑，出現(xiàn)在不明所以，不知來(lái)路的情況下盲目套用、濫用公式的情況.這就掉進(jìn)了命題專(zhuān)家所設(shè)置的“反機(jī)械刷題”的陷阱.即便學(xué)生用對(duì)公式，但往往也會(huì)因解題過(guò)程不完整而丟失分?jǐn)?shù).

5結(jié)語(yǔ)

以高考物理題目為重要抓手，根據(jù)學(xué)生的作答情況，反思日常物理課堂教學(xué)中的不足，進(jìn)一步為教師提供重要的教學(xué)指引.在高一、高二打基礎(chǔ)的重要階段，教師應(yīng)立足教材，開(kāi)展正常的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生打好物理基礎(chǔ)，形成一定的物理思維、物理觀念.在高三備考階段，一方面，有針對(duì)性地提高學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，查漏補(bǔ)缺；另一方面，也要回歸教材，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生能力與素養(yǎng)的培育，以不變應(yīng)萬(wàn)變，讓學(xué)生更自信、更靈活地應(yīng)對(duì)的物理題目.

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