福建省詔安縣四都中學(xué) (363500)

吳洚水●

2017年新考綱下高三物理動量模塊的備考策略

福建省詔安縣四都中學(xué) (363500)

吳洚水●

2017年全國高考考試大綱已經(jīng)出爐，由于物理科的變化比較大，增加動量模塊為必考內(nèi)容成為關(guān)注熱點，在高三教師和學(xué)生及家長圈里炸鍋一樣議論紛紛，教師、學(xué)生及家長表現(xiàn)出擔(dān)憂——高考難度將加大？特別是高三教師更多表現(xiàn)出謎?！虒W(xué)進度和復(fù)習(xí)計劃如何合理安排.筆者經(jīng)歷過幾次高考考試大綱變化較大的修訂和多年對高考大綱和考試說明的研究，在此談?wù)剛€人對此次物理考試大綱變化的解讀及高三物理總復(fù)習(xí)的建議.

一、2017年高考物理考試大綱變化的解讀

2017年修訂后的考試大綱刪去選修2-2的內(nèi)容，將選修3-5的內(nèi)容列為必考內(nèi)容.這樣選考內(nèi)容由“四個模塊選一個模塊作答”，變?yōu)椤岸€模塊選一個模塊作答”，選擇機會減少，同時增加必考內(nèi)容，由四個模塊增為五個模塊，也意味考試范圍內(nèi)容比之前擴大，考點也自然增多！從考綱修訂的意義看：將選修3-5的內(nèi)容列為必考內(nèi)容，使高中物理知識體系更完整，使守恒思想得以完善，解決經(jīng)典力學(xué)問題的三把金鑰匙——動力學(xué)觀點、能量守恒觀點和動量觀點得以完備應(yīng)用.同時有利于命題思想的完整性，也有利于考生進入大學(xué)學(xué)習(xí)的銜接.

把選修3-5內(nèi)容中的碰撞與動量守恒歸類于力學(xué)部分，這樣 “碰撞與動量守恒”與“牛頓運動定律”、“機械能守恒”、“動能定理”等幾個重要知識點結(jié)合，考查學(xué)生的“理解能力”、“推理能力”、“分析綜合能力”、“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力”和“實驗?zāi)芰Α钡任宸N能力的綜合性題目難度或許增大，這也是高中物理老師和學(xué)生及家長所關(guān)心的問題.但不管如何變化，對所有考生機會是一樣的，是公平的.就從高考的改革動態(tài)和命題趨勢看：近幾年來高考試題難度逐漸在降低，2017年高考為考試大綱修訂后的第一年高考，應(yīng)該保持平穩(wěn)過渡銜接過程，試題難度應(yīng)該不會太大.對動量模塊的復(fù)習(xí)重點應(yīng)放在動量與守恒的基本概念和基本規(guī)律的理解與運用，做好基礎(chǔ)題、中等題，不搞偏、難、怪題，扎實雙基；不搞題海戰(zhàn)術(shù)，注意題型歸納，構(gòu)建物理模型.

二、高三物理選修3-5的動量模塊的備考策略

高三物理第一輪總復(fù)習(xí)可按歷年來的習(xí)慣順序和進度進行制定復(fù)習(xí)計劃，先必考后選考，不宜變動過大.由于選修3-5的動量部分歸屬于力學(xué)范疇，可安排在必修2的機械能后面復(fù)習(xí)，這樣使力學(xué)與功和能的復(fù)習(xí)更具連貫性、完整性和系統(tǒng)性，學(xué)生對知識脈絡(luò)的認識更清析、更具條理性，對考點比較容易接受、理解與應(yīng)用.由于原來選考內(nèi)容為三選一原因，很多學(xué)校只教選修3-3、3-4和3-5之中的一個模塊，對于之前未選學(xué)選修3-5的學(xué)校，建議在復(fù)習(xí)3-2后用五周(每周7節(jié)課)左右的時間進行新課教學(xué)和復(fù)習(xí)，一次性搞定.

由于“碰撞與動量守恒”考點可以跟“牛頓運動定律”、“機械能守恒”、“動能定理”等幾個重要知識點結(jié)合，使得綜合題目類型增多，難度增大，故對動量部分復(fù)習(xí)應(yīng)注意以下幾個方面的訓(xùn)練：

1.加強動量與原子物理的綜合類問題訓(xùn)練

衰變過程動量守恒，由動量守恒定律得：mava=mThvTh②

2.加強動量與牛頓運動定律、動能定理等力學(xué)知識綜合類問題的訓(xùn)練

圖1

例2 (14天津卷) 如圖1所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA=4 kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計.可視為質(zhì)點的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB=2 kg.現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F=10 N，A運動一段時間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運動，碰撞后經(jīng)時間t=0.6 s，二者的速度達到vt=2 m/s.求：

(1)A開始運動時加速度a的大??；

(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；

(3)A的上表面長度l.

解析 (1)對A研究，由牛頓第二定律得：F=mAa①

代入數(shù)據(jù)解得：a=2.5m/s2②

(2)對AB碰撞后共同運動t=0.6 s的過程，由動量定理有：

Ft=(mA+mB)vt-(mA+mB)v③

代入數(shù)據(jù)解得：v=1 m/s ④

(3)設(shè)AB發(fā)生碰撞前A的速度為vA，由于AB碰撞的過程動量守恒，

則有：mAvA=(mA+mB)v⑤

A從開始運動到與B發(fā)生碰撞前，由動能定理有

由④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)解得l=0.45m⑦

3.加強動量與多過程分析能力綜合類問題的訓(xùn)練

圖2

(1)從A、B發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時間內(nèi)，木板C運動的路程.

(2)在A、B剛要發(fā)生第四次碰撞時，A、B、C三者速度的大小.

解析 (1)A與B剛發(fā)生第一次碰撞后，A靜止，B以初速v0向右運動作勻減速運動，而C向右作勻加速運動，當(dāng)B、C達到共速v1時B移動的位移為S1，C的位移為S2.

此過程由動量守恒定律有：mv0=2mv1

(2)由(1)分析可知，在B剛要發(fā)生第二次碰撞時，A靜止，B、C的速度均為v1；碰撞后瞬間，B靜止，A、C的速度均為v1.由于B、C存在摩擦，B將加速，C將減速，直至B、C再次共速v2.

由動量守恒定律有：mv1=2mv2

由于二次碰后A的速度v1大于B的速度v2， 故第三次碰撞發(fā)生在A的左側(cè)

壁且碰撞后瞬間，A的速度變?yōu)関2，B的速度變?yōu)関1，C的速度仍為v2，又由于摩擦，B減速，C加速，直到第三次共速v3.

由動量守恒定律有：mv1+mv2=2mv3，

故發(fā)生第四次碰撞前，A、B、C的速度分別為：

4.加強動量與應(yīng)用數(shù)學(xué)推理能力綜合類問題的訓(xùn)練

圖3

例4 如圖3所示,一排人站在沿x軸的水平軌道旁,原點O兩側(cè)的人的序號都記為n(n=1,2,3…).每人只有一個沙袋,x>0 一側(cè)的每個沙袋質(zhì)量為m=14千克,x<0 一側(cè)的每個沙袋質(zhì)量m′=10千克.一質(zhì)量為M=48千克的小車以某初速度從原點出發(fā)向正x方向滑行.不計軌道阻力.當(dāng)車每經(jīng)過一人身旁時,此人就把沙袋以水平速度u朝與車速相反的方向沿車面扔到車上,u的大小等于扔此袋之前的瞬間車速大小的2n倍.(n是此人的序號數(shù))

(1)空車出發(fā)后,車上堆積了幾個沙袋時車就反向滑行?

(2)車上最終有大小沙袋共多少個?

解析 (1)設(shè)車向X軸正方向運動過程，第(n-1)個沙袋扔到車上后的車速為vn-1，第n個沙袋以u=-2nvn-1扔到車上后的車速為vn，沙袋與車作用過程動量守恒，由動量守恒定律得：

[M+(n-1)m]vn-1-2nmvn-1=(M+nm)vn①

要使小車反向運動必須滿足：vn-1>0，vn<0，即有：M>nm，M<(n+1)m③

因為n應(yīng)取整數(shù)，故得n=3，即車上堆積了3個沙袋時車就反向滑行.

要使車不再向左滑行的條件是：

由⑧⑨得：8≤n<9，故n=8 時，車停止滑行，最終共有大小沙袋 3+8=11 個.

5.加強動量與電磁學(xué)知識綜合類問題的訓(xùn)練

例4 如圖4所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路.導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計.在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強磁場.開始時，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷細線后，導(dǎo)體棒在運動過程中(不定項選擇)

A.回路中有感應(yīng)電動勢

B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同

C.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒

D.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒、機械能不守恒

解析 兩棒反向運動，回路面積增大，穿過回路的磁通量增加，故產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，A項正確.回路所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，因回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，則兩棒電阻產(chǎn)生焦耳熱，則機械能不守恒，故D項正確. 答案為：AD

6.加強選修3-5考點出現(xiàn)在試卷不同位置的適應(yīng)性訓(xùn)練

選修3-5考點可能出現(xiàn)在試卷的選擇、和非選題的實驗題與計算題中來考查，所以在二輪復(fù)習(xí)時應(yīng)在平時檢測試卷的不同位置經(jīng)常出現(xiàn)3-5內(nèi)容考點，讓學(xué)生適應(yīng)訓(xùn)練；同時應(yīng)關(guān)注高考政策動態(tài)，及時調(diào)整復(fù)習(xí)計劃，以最好的狀態(tài)迎考.

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