試論97高考物理試題中有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)考核

26卷第2期997年2月

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Vol26NoDec試論’97(江蘇吳縣市教委教研室5道,4道題和24,從題量上看占全部26道題的19.2%,從賦分值看占全卷150分的20.7%,這是恢復(fù)高考以來(lái)共21屆高考試題所絕無(wú)僅有的因此5道圓周運(yùn)動(dòng)試題題特點(diǎn)、解題技巧以及能力考查的設(shè)一、也不盡相同,但突出了考查重點(diǎn),其特點(diǎn)是:突出了第二定律和能量守恒定律()進(jìn)行受力分析,然后運(yùn)用力的合成求合力,再運(yùn)用有心力,按第二定律列式解答,這實(shí)際上重點(diǎn)考查了第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.對(duì)于第24題和第21題更重點(diǎn)考查了能這一載體加以的.當(dāng)然5道題中所需向心力的提供是由淺入深的,第18—20三題均是單個(gè)力提供向心,只涉及到勻速率圓周運(yùn)動(dòng),第21、24題都是豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),而且由2—3個(gè)力第18題是正離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),是力提供向心力,要對(duì)所給物

理事實(shí)進(jìn)行邏輯推理,xy軸到達(dá)的最大距離第19題是帶電質(zhì)點(diǎn)在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),是庫(kù)侖力提供向心力.這道題要具體問(wèn)題具體分析,弄清帶電質(zhì)點(diǎn)究竟處于什么情境,才能運(yùn)用有關(guān)規(guī)律求解.20題是月球在地球重力場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),是萬(wàn)有引力提供向心力,但在求解中似乎少了些條件,要運(yùn)用有關(guān)規(guī)律挖掘題意,而且是作估算,要決定取舍,作近似21題是小球在內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)管中做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),是小球所受重力和管壁對(duì)小球的彈力的合力(最高點(diǎn)和最低點(diǎn))提供向心力,要根據(jù)題設(shè)條件列出關(guān)第24題是一個(gè)系上的帶電小球在電場(chǎng)和重力場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)中做類似豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),要把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為若干較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,分過(guò)程處理,特別要二、命題有特色決定了解題時(shí)除有一般的邏輯推理外,還有一定的技巧,使每道題在考查某項(xiàng)具體知識(shí)的同時(shí),又考查了學(xué)生的能力.可以說(shuō)五道題較為廣泛地考查了除實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ν獾乃姆N能力,能力考查的設(shè)計(jì)是具有匠心的,既體現(xiàn)了各道題有不同的考查能力的內(nèi)涵和要求,又使四種能力合理地、交錯(cuò)地滲透在各道題中下面分別進(jìn)行評(píng)析.18如圖1,xy0)存在著垂直紙面向外的場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 圖原點(diǎn)o處有一離子源向x軸上方的各個(gè)方向發(fā)射出質(zhì)量為m,帶電量為q的正離子,速率都是v,對(duì)那些在xy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的離子,在磁場(chǎng)中可能到達(dá)的最大x= ,最大y= 該題首先要確定正離子在xy平面內(nèi)的磁場(chǎng)中受到力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),Bqv=R得R=mv,d=2mvB y=2mvcosθ,x=2mvsi

只要保留一位有效數(shù)字該題提供的情境是清晰的月球繞地球做 2 但是上式中,各量均為未知量(G為引力常量,一般不要求),已知量地球半徑R0跟各量似乎沒(méi)有直接關(guān)系,似缺少條件,需挖掘隱含條件,并根據(jù)已有知識(shí)和所給物理事實(shí)、條件,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證.不知道地球質(zhì)量,不記得引力常量怎么辦?可從地面上物體的重力著手,即B 所以,vx軸負(fù)方向相同,θ=0時(shí),y=Bq,同理,v=

得GM=R0gv =2πR.vTx

.該題考查了理解和推理能力,且 到簡(jiǎn)單的三角函數(shù)知識(shí)19mq的質(zhì)點(diǎn),在靜電力作用下的恒定速率沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B點(diǎn),其速度方向改變的角度為θ(AB弧長(zhǎng)為s,求A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UA-UB=,AB弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小

R0g 4π2本題是估算題,所以各量具體取值時(shí),可取近似值,因評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)要求,只要數(shù)量級(jí)正確就給分,這樣運(yùn)算大為簡(jiǎn)化:3( 106) ( 10)境是隱含的,帶電質(zhì)點(diǎn)究竟在什么場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),

R≈3 102≈

需根據(jù)所給物理事實(shí)(率圓周運(yùn)動(dòng))論證出 圖電場(chǎng)為點(diǎn)電荷電場(chǎng)根據(jù)題意作出圖2示意圖.于是可立即判斷s小相等,由電場(chǎng)力提供向心力,由s

及 θmv qs 圖綜合能力第20題 已知地球半徑約為6.4圓周運(yùn)動(dòng),要求估算月球到地心的距離,結(jié)果

第21題如圖3所示,一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),R(比細(xì)管的半徑大得多),在圓管中有兩個(gè)直徑與m2,沿環(huán)形管順時(shí)針運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速v0A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)B球恰到最高點(diǎn),若要此時(shí)作用于圓管的合力為零,那么m1、m2R和v0應(yīng)滿足關(guān)系式是.內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)然是非勻速率的,提供向心和最低點(diǎn)時(shí),兩力在一直線上,合力和向心加速度關(guān)系遵循第二定律,本題涉及三個(gè)物體,需用法求解.此外,球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí),遵循機(jī)械能守恒定律0m1v0

機(jī)械能守恒)求解分兩個(gè)過(guò)程,三個(gè)狀態(tài)分析求解.AB:重加;對(duì)C狀態(tài),對(duì)小球運(yùn)用第二定律,拉力和重力的合力提供向心力(此時(shí),電場(chǎng)力水平向右).本題將物理過(guò)程分解處理,量(電勢(shì)能、重力勢(shì)能和動(dòng)能)守恒規(guī)律,體現(xiàn)對(duì)A球 T1-m1B球有T2+m

RR

總之,五道題都以圓周運(yùn)動(dòng)為載體,涉及知識(shí)面較為廣泛,計(jì)有第二定律、第 1mv2=1mv2+2mg 三定律、機(jī)械能守恒;有關(guān)勻速率圓周運(yùn)動(dòng)22

2

概念、萬(wàn)有引力定律、物體受力分析、力的合’’按題 T’-T’=v2v0解 (m1+5m2)g+(m1-m2)R=析,要較為熟練地把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為若干較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,找出它們之間的聯(lián)系,顯然主要考查了分析、綜合能力.24題是一道計(jì)算題,4,電場(chǎng)中一不可伸 圖m的帶電小球另一端固定于O點(diǎn),把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行,然后無(wú)初速釋放,已知小球擺到最低下擺動(dòng),但擺動(dòng)亦屬部分圓周運(yùn)動(dòng),因此求解進(jìn)行,帶電小球在各位置(各時(shí)刻)的速度關(guān)系

成、真空中的庫(kù)侖定律、點(diǎn)電荷電場(chǎng)、電勢(shì)能、電勢(shì)差、等勢(shì)面、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用、茲力、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)等15個(gè)知識(shí)點(diǎn),而且較為靈活地考查了四種能力,各題所設(shè)情境并不雷同,但都不怪癖,且設(shè)問(wèn)角度不同,容易使學(xué)生進(jìn)入角色,正常發(fā)揮水平,各題似乎都有一個(gè)向心力的主線相串連,似有“專題”考核的感覺,跟目前高考復(fù)習(xí)中的流行的“專題”復(fù)習(xí)也較接軌,這種“絕無(wú)僅有”題方式,堪為1997年高考試題中的一大特色.三、長(zhǎng)處,但事物是一分為二的,這種專題考核有其不足之處,應(yīng)少用為宜.考查范圍太狹隘整個(gè)高中物理考查的知識(shí)內(nèi)容有103,可以命題的范圍很廣,何必一定要借助圓周運(yùn)動(dòng)的這個(gè)載體呢,特別四道填空題,全部局限在圓周運(yùn)動(dòng)這個(gè)天地里,不易考查學(xué)生的知識(shí)面是否寬廣,知識(shí)之間的遷移是否暢通.假如四道圓周運(yùn)動(dòng)的題分解在單選、多選各類題中,狹隘感可能要少些,但也有過(guò)多之嫌.考查能力太機(jī)械不論題設(shè)情境各異,考查都是落 第二定律布列方程思 路比較單一、機(jī)械,獨(dú)特的考生對(duì)日常物理教學(xué)易造成誤導(dǎo)高考是指揮棒,“專題考查”必然使方興未艾的“專題復(fù)習(xí)”向次拔高,而且容易造成猜題、押題,偏向更加激化,今年“圓周運(yùn)動(dòng)”專題,明年會(huì)不會(huì)斜面專題,疊加體專題,射木頭專題,粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)專題等.有些試題設(shè)計(jì)欠周密、不按照題設(shè)條件,照樣可以得出正確結(jié)果,如第

R0g 4π2,以防止鉆空子第24,一線系帶電小球在電場(chǎng)和重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),5C點(diǎn)實(shí)際上不是帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的最低點(diǎn),命題時(shí),把小情境中.因?yàn)樵谥亓?chǎng)中的最低點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)的速度最大,而本題中小球速度最大的點(diǎn)不是C點(diǎn).事實(shí)上,帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中擺動(dòng)