與體育運動有關(guān)的高考物理試題解析

1、與體育運動有關(guān)的高考物理試題解析與體育運動有關(guān)的高考物理試題解析陜西省寶雞市陳 倉區(qū)教育局教研室邢彥君陜西理工學(xué)院物理系物理061班 邢星“從生活走向物理，從物理走向生活”是高中物理新課程 的基本理念之一，在物理教學(xué)中體現(xiàn)這一理念，要引導(dǎo)學(xué)生 從生產(chǎn)、生活現(xiàn)象中學(xué)習(xí)物理知識與方法，運用所學(xué)物理知 識與方法分析解決生產(chǎn)、生活中的實際問題。體育運動由于 其健體強身作用和驚險刺激，成為一項大眾項目。以體育項 目為背景編制高考試題，是近年高考命題的一大亮點。本文 以2008年全國及各省市考題為例分析如下：1.考題解析1. 1以乒乓球運動為背景，編制拋體運動問題例1 （江蘇物理13題）拋體運動在各類體育

2、運動項目中很 常見，如乒乓球運動。現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，設(shè)球臺長、 網(wǎng)高，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不 變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力。（設(shè)重 力加速度為g）（1）若球在球臺邊緣O點正上方高度為hl處以速度vl 水平發(fā)出，落在球臺的P1點（如圖1實線所示），求P1。xl點的距離O點距（2）若球在O點正上方以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高 點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點（如圖虛線所示），求v2的 大小。（3）若球在O點正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過球 網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處，求發(fā)球點距O點的高度 113 o分析與求解：（1）球從發(fā)出到落臺的運動為平拋運動。

3、設(shè)發(fā) 球后飛行時間為tl, Pl點到O點的距離，即球的水平位移 為xl,根據(jù)平拋運動公式有：，。解此兩式得：（2）球從發(fā)出到第二次落臺，先后經(jīng)歷平拋運動和斜上拋運 動。設(shè)發(fā)球高度為h2,飛行時間為t2,同理根據(jù)平拋運動公 式有：由于乒乓球反彈前后水平分速度極豎直分速度大小 均不變，球從發(fā)出到第一次落臺的運動（平拋運動）與第一 次反彈到過網(wǎng)的運動（斜上拋運動的前半段）對稱，故第二 次發(fā)球時的高度h2與網(wǎng)高相等，即：h2=h,兩次運動的水平位移相等，即：o解以上四式得：（3）這是一個擦邊球問題，球的運動過程同（2）中一樣。 如圖3所示，設(shè)發(fā)球高度為h3,從發(fā)出到第一次落臺的飛行 時間為t3,同理根

4、據(jù)平拋運動得：，。同（2）中分析，球從 發(fā)出到第一次落臺的運動、反彈后到斜上拋軌跡最高點的 運動、從斜上拋軌跡最高點到臺邊的運動對稱，故有：。.設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到最高點的運動時間為3水平距離為s,則有：,由對稱性及幾何關(guān)系知：，解以上各式得：。1. 2以水上滑板運動為背景，編制力分的平衡及功率問題例2（重慶第23題）滑板運動是一項非常刺激的水上運動（如 圖4所示），研究表明，在進行滑板運動時，水對滑板的作 用力Fx垂直于板面，大小為kv2,其中v為滑板速率（水可 視為靜止）。某次運動中，在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和 水面的夾角0=37。時，滑板做勻速直線運動，相應(yīng)的k=54 kg/m,人和滑

5、板的總質(zhì)量為108kg,試求（1）水平牽引力的大??；（2）滑板的速率；（3） 水平牽引力的功率（重力加速度g取10in/s2, sin37°取3/5,忽略空氣阻力）。分析與求解：（1）以滑板和運動員為研究對象，其受力如 圖5所示由共點力平衡條件可得：， 解此兩式得：F =810No（2）由（1）知：,依題意有：。解此兩式得：。（3）水平牽引力的功率：P=Fv=4050o W.1. 3以“飛椅”游樂項目為背景，編制圓周運動問題例3 （廣東物理第17-2題）有一種叫“飛椅”的游樂項目， 示意圖如圖6所示，長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固 定在半徑為t的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的

6、豎直 軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度/勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一 豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為（）。不計鋼繩的重力，求 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度3與夾角的關(guān)系。分析與求解：設(shè)當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角速度、鋼繩與豎直方向的夾 角為。時，座椅到中心軸的距離為R,則，對座椅進行受力 分析如圖7所示，在水平方向運用牛頓第二定律有：，解此 兩式得：。1. 4以自行車運動為背景，編制直線運動圖像問題例4（廣東物理第10題）某人騎自行車在平直道路上行進， 圖8中的實線記錄了自行車開始一段時間內(nèi)的v-t圖象。某 同學(xué)為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是 （）A.在tl時刻，虛線反映的加速度比實際的大B.在0-tl時間內(nèi)，

7、由虛線計算出的平均速度比實際的大 時間內(nèi)，由虛線計算出的位移比實際的大在CD.在t3-t4時間內(nèi)，虛線反映的是勻速運動分析與求解：此題巧妙地將對速度圖像意義的考查放在了 學(xué)生熟悉的自行車運動中，考查了速度圖像意義的各個方面, 同時給出了處理非勻變速直線運動“微元分析、化變?yōu)?恒”的思路與方法。由圖可知：tl時刻虛線的斜率小于實線的斜率，即虛線反 映的運動的加速度小于實線反映的運動的加速度。故A錯。 O-tl時間內(nèi)，虛線與坐標軸圍成的“面積”大于實線與坐標 軸圍成的“面積”，即由虛線計算出的平均速度大于由實線 計算出的平均速度。故B對。tl-t2時間內(nèi)，虛線與坐標軸圍 成的“面積”小于實線與坐標軸圍成的“面積”，即由虛線 計算出的位移小于實線計算出的位移。故C錯。t3-t4時間里， 虛線是一條平行于t軸的直線，即它反映的運動為勻速直線 運動。故D對。因此，本題選BD。2.應(yīng)試對策由以上分析求解可以看出，試題雖以各項體育運動為背景, 但解答所需知識和方法仍以物理基礎(chǔ)知識與方法為主，復(fù)習(xí) 中要以對基礎(chǔ)知識的理解和基本物理方法的運用訓(xùn)練為主。如果學(xué)生平時比較樂于參與有關(guān)體育運動或?qū)ΤＲ姷捏w 育運動比較熟悉，分析和解答這類問題就容易將題中所涉及 的物體的實際運動與相應(yīng)的物理運動（模型）建立鏈接， 完成由“實際問