十年高考经历了什么——从板块模型说开去
时间：2023-05-30 09:05:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
马文华
(宁夏回族自治区中卫市中宁县第一中学)
近十年,高考试题发生了什么变化? 都从哪些角度考查了板块模型? 我们复习备考时如何应对? 下面作一讨论.
2011年新课标全国卷和2021年全国乙卷的压轴选择题都考查了板块模型中的有动力模型,两年的高考真题如下.
例1(2011 年新课标全国卷)如图1所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线正确的是( ).
例2(2021年全国乙卷)水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端有一质量为m2的物块,如图2-甲所示.用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图2-乙所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小.木板的加速度a1随时间t的变化关系如图2-丙所示.已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g.则( ).
图2
讨论间隔十年,考查内容完全一致,背景图完全一致,外力F的变化规律完全一致.区别如表1所示.
表1
2011年的高考试题解析如下:开始时木块和木板一起向右加速,F＝(m1＋m2)a,即
设木块与木板间的动摩擦因数为μ,当木块和木板相对滑动后对木板有μm2g＝m1a1,木板加速度恒定.对木块有F－μm2g＝m2a2,即
故a2随时间t变化的图像斜率大于二者共同运动时的a-t图像的斜率,选项A 正确.
2021年的高考试题解析如下:t1时刻,m1和m2刚要一起滑动,有F1＝μ1(m1＋m2)g,选项A 错误;m1向右加速滑动,有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＞0,故,选项C正确;0～t1时间内m1和m2一起静止,t1～t2时间内m1和m2一起加速,在0～t2时间段物块与木板加速度相等,选项D 正确;m1和m2一起加速的最大加速度满足μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1amax,拉力F2－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)amax,解得,选项B正确.
从这两道高考真题不难看出,高考考查的重点内容、重要模型没有变化,解题模式没有变化,经典永远是经典,永远是我们复习备考的重点,这是不变的.
板块模型中的有初速度模型在高考中也多次出现,现以2021年的海南卷为例加以说明.
例3(2021 年海南卷)如图3所示,一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动,将一小滑块无初速度地轻放在木板最右端.已知滑块和木板的质量分别为m和2m,它们之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.
图3
(1)滑块相对木板静止时,求它们的共同速度大小;
(2)某时刻木板速度是滑块的2倍,求此时滑块到木板最右端的距离;
(3)若滑块轻放在木板最右端的同时,给木板施加一水平向右的外力,使得木板保持匀速直线运动,直到滑块相对木板静止,求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功.
分析本题板块模型中木板和滑块都不受动力,取而代之的是木板有初速度.由于水平面光滑,因此木板在滑块的滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动,滑块在木板的摩擦力的作用下做匀加速直线运动,直到二者速度相等,之后一起做匀速直线运动.
(1)由于地面光滑,木板与滑块组成的系统动量守恒,有2mv0＝3mv共,解得
(2)由于木板速度是滑块的2倍,则有v木＝2v滑.
根据动量守恒定律有2mv0＝2mv木＋mv滑.
(3)木板保持匀速直线运动,则有F＝μmg,对滑块由牛顿第二定律有a滑＝μg,滑块相对木板静止时有v0＝a滑t,解得,则整个过程中木板滑动的距离为,拉力所做的功
点评本题中的板块模型比较简单:水平面和木板间没有摩擦力的作用.当水平面和木板间有摩擦力作用时,木板的运动情况比该题要复杂,在此情况下,当滑块给木板的摩擦力小于水平面对木板的最大静摩擦力时,静止在水平面上的木板将保持静止;当滑块给木板的摩擦力大于水平面对木板的最大静摩擦力时,木板相对地面做加速运动.
板块模型解题方法:分析木板与滑块的受力情况和运动情况,并把受力情况和运动情况对应起来,应用牛顿第二定律、动量守恒定律及能量的相关知识列式求解.
高考要求考生能对知识做到融会贯通,既包括同一层面、横向的融会贯通,也包括不同层面之间的、纵向的融会贯通.
2011年新课标全国卷和2021年全国乙卷的压轴选择题属于同一层面、横向的融会贯通.从这两道高考真题的对比我们可以看出,高考对知识的挖掘更广,要求考生不仅要知道物理模型,还要知道物理模型的来龙去脉.如2021年的高考题的物理情境比2011年的高考题复杂,m1与地面存在摩擦.另外,2021年高考题定量计算量更大,数学能力要求明显提高.
从2020年起,高考体系的考试大纲和说明不再修订,取而代之的是教育部考试中心发布的《中国高考评价体系》.《中国高考评价体系》强调一核、四层、四翼.从近十年高考的变化来看,现在的高考命题更加侧重试题的基础性、综合性、应用性、创新性,对能力和素养要求更高.
(完)
猜你喜欢 物块初速度木块 物理期末测试题初中生学习指导·提升版(2020年6期)2020-09-10探究传送带模型中两者共速后保持相对静止的条件中学生数理化(高中版.高考理化)(2020年5期)2020-05-22怎样数出小木块的个数小学生学习指导(低年级)(2019年9期)2019-09-25匀变速直线运动的速度与位移的关系新高考·高一物理(2018年1期)2018-11-23临界速度的得出及应用中学生数理化·高三版(2016年3期)2016-12-24抓住重点知识 提高复习效率中学生数理化·高一版(2009年6期)2009-08-31一道从多方面多层次考查能力的试题数理化学习·高三版(2009年6期)2009-07-30一个力学疑难问题的特殊解法物理教学探讨(2009年10期)2009-07-23力与运动的“较量”物理教学探讨·高中学生版(2009年3期)2009-07-22错在哪里中学生数理化·高一版(2008年11期)2008-06-15
