从一道高考物理选择题

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1、从一道高考物理选择题引发的思考——浅谈高中物理概念规律教学永安一中吴庆堂一、问题的由来（06全国卷Ⅰ理综）20.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中，（）A.地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为B.地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为D.地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零这是2006年高考全国卷Ⅰ理综物理的一道选择题，着重考查考生的理解能力，涉及到冲量、功两个基本物

2、理概念和动量定理、动能定理两条基本物理规律。正确的答案是B。而当年不少考生误选A或C。究其根由即这些考生对以上基本物理概念规律不太理解，甚至出现误解。那么，为什么会有如此之多的考生对以上基本物理概念规律，特别是地面对运动员是否做功不太理解，甚至出现误解呢？二、问题的分析案例一：例1.跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度，跃过横杆后落下，为了避免对运动员造成伤害，在运动员落下的地方设置一片沙坑。某运动员质量为60kg，身高1.84m，运动员从距地高度为1.90m的横杆上落下，设运动员开始下落的初速度为零，

3、他的身体直立落地，落地过程重心下落的高度为1.25m，双脚在沙坑里陷下去的深度为10cm，忽略他下落过程中受到的空气阻力，求沙坑对运动员平均阻力的大小。（重力加速度g取10m/s2）解析：运动员的运动分两个阶段，自由落体运动和双脚陷入沙坑中的匀减速运动（沙坑对运动员的阻力实际上是变力，所以双脚陷入沙坑后运动员先做变加速运动后做变减速运动。但是，当把沙坑对运动员的阻力视为不变的平均阻力时，运动员双脚陷入沙坑中的运动就可以等效为匀减速运动）。方法一：动力学观点设运动员刚落地时速度为v，此过程重心下落h=1.2

4、5m，则由自由落体运动规律：v2=2gh①设双脚陷入沙中受到的平均阻力为f，此过程陷下去的深度h'=0.1m，则由牛顿第二定律：f－mg=ma②由运动学公式：v2=2ah'③联立①②③代入数据解得：f=8.1×103N方法二：功能观点【分阶段考虑】设运动员刚落地时速度为v，此过程重心下落h=1.25m，则由动能定理：mgh=－0①设双脚陷入沙中受到的平均阻力为f，此过程陷下去的深度h/=0.1m，则由动能定理：mgh'－fh'=0－②联立①②代入数据解得：f=8.1×103N【全过程考虑】对全过程，重力做

5、功mg(h+h')，阻力做功－fh'，全过程动能变化量为零，则由动能定理：mg(h+h')－fh'=0代入数据解得：f=8.1×103N例2.某质量为m的消防队员在一次消防演习中从平台上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。忽略他下落过程中受到的空气阻力，求触地期间地面对消防员平均作用力的大小。解析：与上题同理，消防员的运动分两个阶段，自由落体运动和顺势弯曲双腿的等效匀减速运动。方法一：动力学观点设运动员刚落地时速度为v，此过程重心下落H，则由自由落体运动规律：v2=2gH①设顺

6、势弯曲双腿受到地面的平均作用力为N，此过程重心又下降了h，则由牛顿第二定律：N－mg=ma②由运动学公式：v2=2ah③联立①②③代入数据解得：N=mg(H+h)/h方法二：功能观点对全过程，重力做功mg(H+h)，地面平均作用力做功－Nh，全过程动能变化量为零，则由动能定理：mg(H+h)－Nh=0解得：N=mg(H+h)/h例3.如图1所示，平板车放在光滑水平面上，一个人从车的左端加速向右端跑动，设人受到的摩擦力为f，平板车受到的摩擦力为f'，下列说法正确的是（）A.f、f'均做负功B.f、f'均做正

7、功C.f做负功，f'做正功D.因为是静摩擦力，f、f'做功均为零解析：人在跑动过程中，速度增加，人受到的摩擦力对人做正功，同时车后退，车受到的摩擦力对车做正功，故B项正确。答案：B表面上看，以上三道例题分析与解答都滴水不漏，可谓“天衣无缝”。但仔细一推敲就不难发现，平常教学中类似这样的引导才是造成2006年高考不少考生对全国卷Ⅰ理综第20道物理选择题错选的罪魁祸首。注意，这不是危言耸听！理由一：物理学中所谓的机械功必须有两个不可缺少的条件就是作用在物体上的力和物体沿力的方向上发生了位移，这里的“位移”确切

8、地说是指力的作用点沿力的方向对地的位移，在06全国卷Ⅰ理综第20题中运动员从下蹲状态向上起跳和例2中消防员弯曲双腿下蹲虽然重心的高度都发生了变化，但地面对人的作用力作用点对地并没有位移，所以，地面对人的作用力并没有做功。理由二：运动员也好，消防员也罢，都是由肢体的各部分组成的有血有肉的人，本质上都是质点系。而牛顿第二定律告诉我们，对于一个确定的质点系来说，质心的加速度完全取决于质点系所受的合外力，与质点系的内力无关，所以，上面