山东理科综合高考“力、直线运动与图像”试题分析

山东理科综合高考“力、直线运动与图像”试题分析

韩海燕

韩海燕山东省临淄区临淄一中255400；刘山松山东省淄博市临淄中学255400

在全国高考《山东卷物理考试说明》中，要求是：“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。”山东理科综合中的物理卷就直线运动中的“运用函数图象进行表达、分析”注重了哪些方面的考察呢？下面就针对图像考题做一简要探讨。

一、背景、分析、函数、图象是考察的主流

【题1】我们先来探究下题；如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON=2MO，M、N两点高度相同。小球自M点由静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图像中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是（）。

解题分析：题干给出了很清晰的小球在低端连接的两个左右倾角不同斜面的左侧M点滑下，然后滑上右侧N点的物理情景。第一步，分析小球在两斜面上运动所受的力，求出小球所受合力，由牛顿第二定律求出小球在MO和ON上面运动时的加速度，判定C答案错误；第二步，写出初速度为零的匀加速运动的速度公式和位移公式，判定A答案正确，C答案错误；第三步由速度公式和动能公式得到动能关于时间的函数，判定D答案错误。我们在分析求解中得到的加速度是恒定的，小球在MO间运动位移、动能的时间函数，与时间的二次方成正比，而速度—时间的函数关系则是正比关系，对照图象图线，就可得出正确结论。由此可知：仅分析小球在MO上直线运动时相关物理因素随时间的变化，就可得出正确答案。这就省去了小球在右侧ON上运动时的分析、推理、判断。

【题2】如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中ν、α、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是（）。

解题分析：本题与上面试题有两点变化：一是物理情景把右侧斜面换成了水平面；二是动能--时间图像换成了摩擦力--时间图像，解题思路没由任何变化，仍然是领会物理情景——分析物体受力——得到各物理量与时间的函数——对照图像得出结论。正确答案为C。

二．由图像的意义得出结论，再经过进一步推理得出更多的结论

【题3】将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，ν-t图像如图所示。以下判断正确的是（）。

A．前3s内货物处于超重状态

B．最后2s内货物只受重力作用

C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同

D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒

解题分析：有V-t图像可以得出：

(1)前3秒的加速度是2m/s2,后2秒的加速度为-3m/s2,3-5秒匀速运动，故A正确，B错误。

(2)有平均速度为初末速度和的一半得到C正确。

(3)第3s末至第5s末过程中，物体匀速上升，动能不变，动能增加，故机械能增加，D错误。正确答案为（AC）。

【题4】在考察考生认知图像，利用图像处理物理问题方面设置新颖：

质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v-t图像如图所示。由此可求（）。

A．前25s内汽车的平均速度

B．前10s内汽车的加速度

C．前10s内汽车所受的阻力

D．15-25s内合外力对汽车所做的功

解题分析：由图像的意义我们可以直接得出各时刻汽车的运动速度，通过求斜率和“面积”，我们可以求出各段时间的位移和平均速度；由牛顿第二定律可求出合力，再由位移的公式可求出各段时间内的合力的功。但牵引力是未知的，经过受力分析，得不出阻力的大小，也得不出牵引力的大小，牵引力的功就无法求出。由此分析我们不难得出本题的解题思路：由图像求出速度、加速度和位移，再由受力分析和牛顿第二定律推断其它物理量的结果。正确答案为ABD。

由上面两类直线图像试题的分析不难看出：出题者要在一个题目中考察更多的元素，图像问题是出题的重点和热点之一。因为图像既能考察数学知识在物理中的运用，更能利用一个选择试题来考察更多象加速度、速度、平均速度、位移、动能、功、时间、时刻等概念，同时也能考察考生从物理情景中找到各物理量间的函数关系能力，更能考察考生的推理、分析能力和及规律的熟练应用程度。