对高考力学综合题的命题探析——以2020年1月浙江省物理选考卷第20题为例

陶成龙 袁 萍

(1. 浙江省绍兴市教育教学研究院,浙江 绍兴 312000;2. 浙江省绍兴市柯桥区鲁迅高级中学,浙江 绍兴 312000)

上海、浙江省新高考已实施四年，物理试题的命制体现了高考改革方向，凸显“联系实际、注重建模、聚焦主干、能力立意”的命题思路与考查特点。下面以2020年1月浙江省物理选考第20题为例，并对近四年的力学综合题进行归类分析，以此来说明力学综合题的命制特点。

1 试题与解析

例题(2020年1月浙江省选考卷第20题)：如图1所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L1=0.2m，AC长L2=0.4m，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求：

图1

(1) 滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小；

(2) 当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧的弹性势能EPO；

(3) 要使游戏成功，弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系。

EP1-mgh1-μmg(L1+L2) =0，h1=0.05m。

滑块若恰能停在B点，则由共点力平衡条件可得：μmgcosθ=mgsinθ，tanθ=0.5，此时h2=0.2m。

对于滑块从O运动到B点的过程，由功能关系可得：EP=mgh+μmg(L1+L2)，其中0.05m≤h≤ 0.2m。

2 力学综合试题类析

笔者对2016年4月—2020年1月浙江省普通高校招生选考物理试卷力学综合题(第20题)的考查情况进行了统计与分析，具体情况如表1，从中可看出：这类力学综合试题的考查内容相对稳定，且试题命制策略基本一致。

表1

时间题图物理过程考查点2019年4月(1) A→B:匀加速直线运动;(2) 在传送带上:匀变速直线运动;(3) 离开D后:竖直平面内圆周运动、平抛运动。匀变速运动动能定理圆周运动平抛运动2020年1月(1) O→E:匀减速直线运动;(2) 在圆轨道上:竖直平面内圆周运动;(3) E→A:匀速直线运动;(4) A→B:匀减速直线运动。共点力平衡圆周运动动能定理

3 力学综合试题命题研究

下面以2020年1月浙江省物理选考第20题为例，剖析试题命题特点。

3.1 试题考查功能的定位

从本题的考查功能视角分析，试题关注基本知识、凸显综合能力，综合性强且有一定难度(难度系数为0.65左右)，能很好地引导师生关注核心知识的学习和能力培养，落实物理学科核心素养的培养目标。

3.2 试题考查内容的确定

从考查内容视角分析，试题以源于实际生活的弹射游戏装置为背景，设置了“弹射器、水平面、圆轨道、斜面”等相互衔接的约束面，涉及弹射、匀变速直线运动和竖直平面内圆周运动等基本运动过程，重点考查受力分析、共点力平衡条件、匀变速运动规律、圆周运动、牛顿运动定律和功能关系(机械能守恒定律、动能定理)等力学核心知识。命题者通过组合多个物理过程来实现对不同主干知识的考查，且取材来源于生活实际。

3.3 试题命制的思维策略

从命题者的角度审视，力学综合题具有典型的“多过程拼接”的特点，其命题策略就是“实际情景→物理情景→物理问题”。命题者将“实际情景”(弹射游戏装置中获取主要过程后)转化为“物理情景”，题中“物理情景”即为“弹射小球”及滑块在“粗糙水平面”“竖直圆轨道”及“粗糙斜轨道”上运动，再在“物理情景”中设置一定条件后转化为“物理问题”。“物理问题”就是根据题设条件分析各个物理量，如题中的“速度vF大小”“压力FN大小及弹性势能EPO”“弹性势能EP与高度h之间满足的关系”等。

综上所述，力学综合题凸显了能力立意的新高考命题特色，为此，在冲刺阶段的复习和训练中，要聚焦核心知识、注重科学思维和问题解决策略，从应试技能的角度看，关键是要读懂其“命题意图”，使复杂问题迎刃而解。