果真超纲了吗.doc

徐州市第六届中小学“创新杯”教学优秀论文封面 论文题目：果真超纲了吗？ ——谈2009江苏高考物理第九题 论文内容主要涉及的学科： 物理 学段：高中 作者姓名：王正金 出生年月：1967.01 性别：男 职称：中教一级 作者单位（全称）：睢宁县李集中学 邮编：221221 联系电话 学校意见： 学校印章 年 月 日 县区评审结果和意见： 单位印章： 年 月 日 市评审小组认定等次： 签名 等次 简要评价 评委1 评委2 评委3 复审认定等次： 签名： 终审认定等次： 签名：? 果真超纲了吗？ ——谈2009江苏高考物理第九题 摘要：2009年江苏高考物理第九题，标准答案对C选项没有做出令人信服的解释，因为A，B速度相等和A的速度最大之间不存在必然的联系，而C选项恰是最难以理解的，一般认为超纲了。本人认为此题也可用高中知识来解决，现对C选项提供两种高中学生能力范围内的解法，即图像法和相对运动法；并介绍两种高等物理解法以供佐证，即相对质心运动法和运动方程解析法。 关键词：图像，相对运动，质心，运动方程 原题及其解答：（09·江苏物理·9）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有 （ BCD ） A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大 B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大 C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大 D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 解析：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如图，F1为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对Ａ有，对Ｂ有，得，在整个过程中Ａ的合力（加速度）一直减小而Ｂ的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于Ｂ的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于Ｂ的合力（加速度）。两物体运动的v-t图象如图，tl时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2时刻两物体的速度相等，Ａ速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，系统机械能增加，tl时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。 从解答过程看，对C选项没有做出令人信服的解释，因为A，B速度相等和A的速度最大之间不存在必然的联系，而C选项恰是最难以理解的，一般认为超纲了，本人认为此题也可用高中知识来解决，现对C选项提供两种高中学生能力范围内的解法，并介绍两种高等物理解法以供佐证。 法一：图像分析法 设A，B的加速度分别为和，弹簧的形变量为X，这也是A，B间的相对位移。根据牛顿第二定律可列出如下方程： ⑴ ⑵ atABF/m图1由⑴式和 a t A B F/m 图1 可见任意时刻和变化快慢相同，且因为=时最大，所以这时和变化最快。也就是说和随时间的变化先是越来越快，后是越来越慢。 不仅如此，由⑴式和⑵式还可得到，为一定值。根据以上分析可以做出A,B速度第一次达到相等过程中各自的a-t图像的示意图如图1所示：图像与横轴所夹的“面积”表示速度，从而可看出=0时，两个“面积”相等，也就是，C选项正确。 法二：相对运动法 A相对于B做简谐运动，设相对加速度为a,相对速度为，则a=-，= 以向右为正方向，初始时,V=0 。当A相对B运动到最右端时，根据对称性有V=0，即，这时a=-=-F/m。结合可求出=0。C选项正确。而且用此法也可以很方便的讨论A，B质量不相同的情况：当A相对B运动到最右端时，根据对称性有V=0，即，这时 ,结合 可得。 如果=，则，A的速度达到最大； 如果，则，说明A正在加速; 如果，则，说明A正在减速，