“拆分法”剖析物理组合题情景案例分析

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  【摘要】自2010年开始广东省实行“3 综合”方案以来,为了达到综合考查兼减负的目的,在高考理综物理计算题出题意图上已连续几年使用了“组合题”。所谓“组合题”是指一道物理题目由多个基本的物理过程或情景按现象发生的时间顺序拼合而成,这些过程或情景包含物理學中的基础知识模块和解题模型。在高三物理复习过程中要有针对性对这类计算题进行拆分,使复杂问题简单化,进行有效的练习。
  【关键词】拆分;组合题;思维方式;案例;情景
  学生在高一高二学习物理新授课时,老师反复强调解题步骤,但是这些解题步骤不能死记硬背,因此在高三复习时,很多学生对计算题特别是题目比较长的计算题仍然比较惧怕,他们阅读完题目后无法准确完整地分析物理情景,只是孤立提取几个关键字,例如,“圆周”“碰撞”“水平抛出”等,很仓促和孤立地列式,没有认真分析题目所描述的物理情景,从而无法找到解题的突破口。为了解决这个问题,在高三复习的时候,巧设学案格式,借此达到这个目标。
  广东物理高考题的物理情景一般都是用四大运动“组合”的模式,这四大运动是:匀变速直线运动、圆周运动、碰撞、抛体运动。所以学案主要用“拆分”的思维方式进行解题,通过分析,拆分题中所描述的物理情景。下面结合具体案例对拆分思想进行分析。
  (一)正确对物体进行“受力分析”,走好“拆分”的第一步
  案例1:若选取海珠区2013届高三综合测试(二)第35题。
  如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长(取g=10 m/s2)。求:
  (1)小物块放后,小物块及小车的加速度大小各为多大?
  (2)经多长时间两者达到相同的速度?
  (3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5s 小物块处在距离木板右端什么位置?
  按照平时阅卷,我们学生一般分析该题的物理情景是:
  小车和物块是“子弹打木块”模型,小车的速度比物块大,小车给物块一向前的动力,物块向前加速,小车向前减速,当它们有共速后一起向前匀速,所以学生的答案大多如下:
  (1)物块的加速度am=μg=2m/s2
  小车的加速度:aM=μmg/M=0.5m/s2
  (2)物块和小车系统动量守恒MV0=(m M)V共
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