1、新課標高考物理情景的信息提取和建模能力的培養一、信息題及建模能力在高考題中的體現近幾年高考試題更加注重物理知識與實際的聯系，通過與實際問題聯系緊密的情景設計，一方面要求學生在合理的近似下建立物理模型，考查學生靈活運用物理規律和方法解決實際問題的能力，另一方面又要求學生能夠注意物理模型建立的條件，區分理想模型與真實物體，以增強學生思維的活力。在情景設計上，信息載體常涉及最新科技動態及應用、日常生活及社會熱點等問題。要求學生在理解物理知識的同時，會用所學知識解決實際問題，能把生活中的物理情景轉化為熟悉的物理模型，然后運用物理規律建立方程解決。特別是計算題部分，更是突出了對物理過程的分析，強化了建模

2、能力的考查，考查學生提取信息、獲取新知識，再運用新知識解決實際問題的能力。由于取材新穎，學生在解決問題過程中往往感到困惑。二、解決信息題過程中的主要困難(1)面對新信息問題，畏難導至思維受阻(2)受信息表象干擾，難以把握問題本質(3)對復雜信息情景，缺乏信息劃分整合思維(4)對于現象與問題，缺乏有效的建模思維三、信息題中如何尋找有效信息1 .試題中可采集的信息點信息的載體具有多樣化，可以是文字、公式、圖形、表格和函數圖像等，審題時一定要抓住題干中所給的可采集的知識點.在此我們可以將可采集的知識點與得到的信息列表如下數物理量（具體數據、物理量的符號）、公式形情境結構圖、物理量關系圖像、數學圖語關

3、鍵語言（字、詞、句）對象狀態、特征過程力和運動的特征、功和能的特征條件隱含、關鍵2 .審題的基本要領：轉化情景一物理一物理條件f數學條件情景f物理要求產“生【典例11如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內且足夠長的平行金屬導軌，相距L=50cm。導軌處在垂直紙面向里的磁感應強度B=5T的勻強磁場中。一根電阻為r=0.1Q的金屬棒ab可緊貼導軌左右運動。兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導軌相連接，圖中跨接在兩導軌間的電阻R=0.4Q其余電阻忽略不計。已知當金屬棒ab不動時，質量m=10g、帶電量q=-103c的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中

4、線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s）。求:Pf>Q當ab桿不運動時小球的速度V。；若使小球在金屬板間不偏轉，則金屬棒ab的速度大小和方向；若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運動的速度應滿足什么條件？【典例2】制作半導體時，需向單晶硅或其他晶體中摻入雜質，單晶硅內的原子是規則排列的，在兩層電子間的間隙會形成如圖甲所示的上下對稱的勻強電場，設某空間存在上下對稱的勻強電場，并在該電場中的下半區域加一方向垂直紙面向里的勻強磁場，如圖乙所示。電量為+q、質量為m的帶電小球從上邊界以初速度V。垂直電場入射。已知上下場區的寬均為d,長為L,電場強度E=mg,q初速度V0=3qgd。s

5、in370=0.6,cos370=0.8;求：甲乙小球第一次經過對稱軸OO時的速度;要使小球不越過下邊界，所加磁場的磁感應強度B的最小值;qd若所加磁場的磁感應強度b網4加，且L=20d,求小球在場區運動的總時間【典例3】如圖為宇宙中一恒星系的示意圖，A為該星系的一顆行星，它繞中央恒星O運行軌道近似為圓，天文學家觀測得到A行星運動的軌道半徑為R。,周期為T。長期觀測發現，A行星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且周期每隔to時間發生一次最大偏離，天文學家認為形成這種現象的原因可能是A行星外側還存在著一顆未知的行星B（假設其運動軌道與A在同一平面內，且與A的繞行方向相同），它對A行星的萬有引力

6、引起A軌道的偏離，由此可推測未知行星B的運動軌道半徑為（）A.B.Ro3CR3【典例4】駕駛證考試中的路考，在即將結束時要進行目標停車，考官會在離停車點不遠的地方發出指令要求將車停在指定的標志桿附近，終點附近的道路是平直的，依次有編號為A、B、C、D、E的5根標志桿，相鄰桿之間的距離AL=12.0m,如圖所示.一次路考中，學員甲駕駛汽車，學員乙坐在后排觀察并記錄時間，學員乙與車前端面的距離為s=2.0m.假設在考官發出目標停車的指令前，汽車是勻速運動的，當學員乙經過O點時聽到考官發出的指令：在D標志桿目標停車”，學員乙立即開始計時，學員甲需要經歷仁0.5s的反應時間才開始剎車，開始剎車后汽車做

7、勻減速直線運動，直到停止.學員乙記錄下自己經過B、C桿時的時刻tB=4.50s,tC=6.50s.已知Loa=44m.求：剎車前汽車做勻速運動的速度大小V0及汽車開始剎車后做勻減速直線運動的加速度大小a;汽車停止運動時車頭前端面離D桿的距離.四、如何在教學中培養建模能力1 .（原始模型）對象模型質點、輕繩（桿、彈簧）、單擺、彈簧振子、點電荷、平行板電容器、理想電表、全電路、理想變壓器、勻強電場、勻強磁場、電場線、磁感線、點光源、光線、氫原子模型、理想氣體2 .過程模型勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動、簡諧波、自由落體運動、豎直上拋運動、等溫變化、等壓變化、等容變化

8、、絕熱變化、電磁振蕩、碰撞、聚變、裂變注：構建物理模型一舍棄次要因素，抓住主要因素，突出本質特征。這是一種研究問題的科學的思維方法。3 .信息題建模策略物理同感運用規律建交方程數學問題審讀遇意想象情境畫出草圖分析過程找出特征建寸模型（1）識別基本模型，把握模型本質特征(2)掌握基本方法，慎用模型二級結論(3)關注模型特點，區別相近模型規律(4)關聯題目信息，提取情境發展過程(5)進行信息分割，分解重構物理模型【典例11將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為1,它在磁感應強度為B,方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為n,導線在ab兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率P的小燈泡并正常

9、發光，電路中除燈泡外，其余電阻不計，燈泡的電阻應為()。出力BFR2m山FC、曲出二D、上述Er口、P2PP【典例2】如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數ni=800和出=200的兩個線圈，上線圈兩端與u=51sin314tV的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數可能是()6A.2.0VB.9.0VC.12.7VD.144.0V【典例31質量為60kg的體操運動員做單臂大回環”，用一只手抓住單杠,伸展身體，以單杠為軸做圓周運動.如圖所示，此過程中，運動員到達最低點時手臂受的拉力至少約為（忽略空氣阻力g=10m/s2）（）A.600NB.2400NC.3000ND.3600N

10、【典例4】如圖所示，一根水平光滑的絕緣直梢連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑梢軌.梢軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B=0.50T.有一質量m=0.10g,帶電荷量為q=+1.6X0-3c的小球在水平軌道上向右運動.若小球恰好能通過最高點，重力加速度g=10m/s2.試求：小球在最高點所受的洛倫茲力f;小球的初速度V0.【典例5】（多選）同步衛星離地心距離為r,運行速率為“，加速度為an地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2,第一宇宙速度為V2,地球的半徑為R,則下列比值正確的是（A曳B曳C士a2Ra2rv2R【典例6】一個垂直紙面向里的有界勻強磁場（磁感應弓雖度

11、為B）如圖所示，磁場寬度為d。在垂直B的平面內的A點，有一個電量為一q、質量為m、速度為v=哩的帶電粒子進入磁場，其速度方向與磁場邊界的夾角為多少時粒子m穿過磁場的時間最短？L一XXXXXXTI.4I,mxxxXXXXXX【典例7】引體向上運動”是同學們經常做的一項健身運動，如圖所示，質量為m的某同學兩手正握單杠，開始時，手臂完全伸直，身體呈自然懸垂狀態，此時他的下顆距單杠面的高度為H,然后他用恒力F向上拉，下顆必須超過單杠面方可視為合格，已知H=0.6m,m=60kg,重力加速度g=10m/s2。不計空氣阻力，不考慮因手彎曲而引起人的重心位置變化。hI開始時狀態下額到達單杠面第一次上拉時，該

12、同學持續用力（可視為恒力），經過t=1s時間，下飄到達單杠面，求該恒力F的大小及此時他的速度大小；(2)第二次上拉時，用恒力F/=720N拉至某位置時，他不再用力，而是依靠慣性繼續向上運動，為保證此次引體向上合格，恒力F的作用時間至少為多少。【典例8】冰壺賽場在比賽前需要調試賽道的冰面情況。設冰壺質量為m,冰壺與合格冰道的動摩擦因數為因調試時，在賽道一端讓冰壺沿賽道以某一初速度開始直線運行，測得冰壺在合格賽道末端的速度為初速度的0.9倍，賽道上運行總耗時為t;假設冰道內有一處冰面異常，導致冰壺與該冰面的動摩擦因數為2%該異常冰面長度未知，但可測得冰壺到達賽道末端的速度為初速度的0.8倍,設兩次

13、調試時冰壺初速度相同。求：調試冰壺的初速度vo和賽道的總長度L;異常冰面的長度s;如果運動員以0.4vo在賽道一端推出冰壺，運動員在整個異常冰面上通過擦拭以改變動摩擦因數，則異常冰面的動摩擦因數變為多少時恰能使冰壺運動到賽道末端。【典例9】參加電視臺娛樂節目，選手要從較高的平臺上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上，已知平臺與傳送帶高度差H=1.8m,水池寬度x°=1.2m,傳送帶A、B間的距離L°=20m,由于傳送帶足夠粗糙，假設人落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止，經過一個A=1.0s反應時間后，立刻以a=2m/s2恒定向右加速度跑至傳送帶最右端.(1)若傳送帶靜止，選手以

14、V0=3m/s水平速度從平臺躍出，求從開始躍出到跑至傳送帶右端經歷的時間.(2)若傳送帶以u=1m/s的恒定速度向左運動，選手要能到達傳送帶右端，他從高臺上躍出的水平速度vi至少多大？在此情況下到達B點時速度大小是多少？【典例10】某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續在光滑直軌道上運動到C點，并能越過壕溝。已知賽車質量m=0.1kg,通電后以額定功率P=1.5w工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N,隨后在運動中受到的阻力均可不計。圖中L=10m,R=0.32m,h=1.25

15、m,S=1.5m。問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？(取g=10m/s2)10【典例11】過山車是游樂場中常見的設施。下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑R=2.0m、R2=1.4m。一個質量為m=1.0kg的小球（視為質點），從軌道的左側A點以v°=12.0m/s的初速度沿軌道向右運動，A、B間距L1=6.0m。小球與水平軌道間的動摩擦因數吁0.2,圓形軌道光滑。假設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取g=10m/s2,計算結果保留小數點后一位數字。

16、試求：小球在經過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大小；如果小球恰能通過第二圓形軌道，B、C間距應L是多少；在滿足的條件下，如果要使小球不能脫離軌道，在第三個圓形軌道的設計中，半徑R3應滿足的條件.信息題中如何尋找有效信息11【典例1】解：(1)根據題意，小球在金屬板間做平拋運動.水平位移為金屬板長L=20cm,豎直位移等于5cm,根據平拋運動規律:d1一二gt22L=v0t聯立解得：v0=2m/s(2)欲使小球不偏轉，須小球在金屬板間受力平衡，根據題意應使金屬棒ab切割磁感線產生感應電動勢，從而使金屬板A、C帶電，在板間產生勻強電場，小球所受電場力等于小球的重力.因為小球帶負電，電

17、場力向上，所以電場方向向下，A板必須帶正電，金屬棒ab的a點應為感應電動勢的正極，根據右手金屬棒ab應向右運動.設金屬棒ab的速度為vi,則：E=BLvi金屬板A、C間的電壓：u=E-RRr金屬板A、C間的電場：E場=Ud小球受力平衡，則有：qE=mg聯立解得：v1=5m/s(3)當金屬棒ab的速度增大時，小球所受電場力大于小球的重力，小球將向上做類平拋運動，設金屬棒ab的速度達到v2,小球恰沿A金屬板右邊緣飛出。根據小球運動的對稱性，小球沿A板右邊緣飛出和小球沿C板右邊緣飛出，其運動加速度相同，故有：12qE場mg=mg根據上式中結果得到：V2=10m/s所以若要使小球能射出金屬板間，則金屬

18、棒ab的速度大小：0wvw10m/s,方向向右.【典例2】解：(1)小球進入電場后做類平拋運動，在豎直方向上有：力口速度：mgqE=ma豎直方向的位移：dat22豎直方向的速度：Vy=at聯立解得合速度大小為：V=,V。2+Vy2=|7gd與豎直方向的夾角e：tane=3即e=37°Vy4(2)小球進入下半區域時，因重力和電場力平衡，小球在洛倫茲力的作用下做勻速勻速圓周運動，設小球恰好不越過下邊界，則小球在到下邊界時速度的方向應與邊界平行，設圓周半徑為R。如圖所示：由幾何關系得：下5370解得：R=5d132由牛頓第二定律得：口汨一士計算得出：B$屈所以電磁場感應強度b的最小值為生v

19、guqd(3)設在下半區域做圓周運動的軌道半徑為R,則結合第二問的知識有：R=芻d4小球在場區做周期性運動，在一個周期內:水平方向的位移：s=2v0tRcos370=5d周期：T=2,d25302m360°qB2531d180g因為L=20d,所以有:,L106兀ndt總=4T=42+u-1801g【典例3】解析：由萬有引力公式:八Mm2Gm.r,得二r粵，因為未知行星r在天王星外側，所以其角速度較小,天王星運行較快。每隔t0天王星軌道偏離最大，也即每隔t°時間二者相距最近，也就是每隔t0天王星比未知行星多運行一周,即2n。列出角度關系2二T°型to=2n,又由開

20、普勒第三定律:T裊*聯立兩式可得:toR=R03t°-T°J【典例4】解析：(1)汽車從O到標志桿B的過程中1.2LoalL=V0/tV0tB-tatB-t2汽車從O到標志桿C的過程中14.1,.,2Loa'2.：L=VotVotctatcti聯立方程解得：Vo=16m/s,a=2m/s22(2)汽車從開始到停下運動的距離x=vot+v可得：x=72ma故車頭前端面距O點為74m。因L0D=8om,因此汽車停止運動時車頭前端面距離D桿6m如何在教學中培養建模能力【典例1】答案：B【典例2】答案：A【典例3】答案：C【典例4】解析：(1)設小球在最高點的速度為V,則小

21、球在最高點所受洛倫茲力為：F=qvB方向豎直向上因為小球恰好能通過最高點，故小球在最高點由洛倫茲力和重力共同提供向心力,即：丫2mg-qvB=m兩式聯立得：v=1m/s,F=8M10"N(2)因為無摩擦力，且洛倫茲力不做功，所以小球在運動過程中機械能守恒，由機15械能守怛定律可得：-mv02=mg-2R+mv2(D計算得出：v0=j21m/s22【典例5】答案：AD【典例6】答案：口=60°【典例7】解析：(1)第一次上拉時，該同學向上做勻加速運動，設他上升的加速度大小為ai,下顫到達單杠時的速度大小為v,由牛頓第二定律及運動學規律可得：F-mg=ma1v=a1t聯立解得：

22、F=672N,v=12m/s。(2)第二次上拉時，設上拉時的加速度為a2,恒力至少作用的時間為tmin,上升的位移為X1,此時的速度為必，自由上升時位移為X2,根據題意可得:F-mg=ma2x1x2=Hv_12X1a2tmin22vi=2gX22v=a2tmin聯乂解得：tmin=So【典例8】解析：設冰壺初速度為v016(1)(2)冰壺在正常冰面上滑彳了日寸，由動能定理有：一NmgLm(0.9v0)2-gmv()2在此過程中由動量定理有：Nmgt=0.9mv0-mv0由和計算得出：v°=10Ngt,L=19%t2(3)不規則冰面存在時根據動能定理得：-Nmg(L-s)-2Nmgs=

23、1m(0.8vO2mv。2解得：s=gt2222(4)設異常冰面的動摩擦因數為口，則根據動能定理可得：-mg(L-s)-mgs=0-mv02解得：2【典例9】解析：(1)選手離開平臺后做平拋運動，在豎直方向上有：1H=-gt角牛倚：t1=0.6s在水平方向上有：X1=v0t=1.8m選手在傳送帶上做勻加速運動的位移x2=L0-(x1-x0)=°at22解得：t2=4.4ss2則選手運動的總時間t=匕t2；：t=6.0s(2)設水平躍出的速度為必，落到傳送帶上1.0s反應時間內向左發生的位移大小為：x3=u。=1m2然后向左減速至速度為零又向左發生位移x4=0.25m2a不從傳送帶上掉下，平拋水平位移x至x0+x3