2025年创新情境设计 强化学科思维说题课件： 能量守恒和功能关系 说高考题

创新情境设计 强化学科思维 -------以2022年河北T11 、2023年浙江1月T18为例说题 1 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 11、如图某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为 ，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。 [2022年河北卷·T11 6分，实验题] 试题立意 原题展示 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。 （2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 11、如图某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为 ，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。 试题立意 试题立意/学科素养分析 （1）（节选）从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。 （2）（节选）由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。 【试题立意】本实验题考察了机械能守恒相关知识点，以及实验数据的误差分析。 【学科素养】 钩码上升过程中，弹性势能 转化为钩码的机械能。 1、物理观念：考查学生对物理概念和规律的理解与应用，如力、运动、能量等基本物理观念。 2、科学探究：考查对实验原理、实验结果的误差分析。 3、科学态度与责任：对待实验要有实事求是的科学态度。 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为____________ ，钩码的动能增加量为____________，钩码的重力势能增加量为_______________。 1、弹簧的弹性势能减少量： 2、动能增加量：先求瞬时速度，再 依据动能定理求解 3、重力势能增加量： mgh5 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 过程：1、钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。 2、现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大。 （2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是_____________________________________________。 纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大 学情分析 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 ①对弹性势能的变化量误认为 ，而真正的弹性势能的变化 量为 ②关于瞬时速度的求解，不能正确用平均速度求解，而一味的认为加速度 不是恒定不能用。 ③间隔变大问题：不能从能量守恒的角度去分析，同时对于宽度变大， 不能快速从阻力做功角度去入手。 【失分剖析】 原题展示/试题立意 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 [2023浙江1月T18 17分 解答题] 试题立意 原题展示/试题立意 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 【试题立意】本题以滑块的运动为素材,创设了分析滑块在斜面及圆弧轨道上各物理量变化的科学探究问题情境。主要考查圆周运动的向心力、动能定理、重力做功和重力势能及动量守恒定律等知识点，重点考查理解能力和推理论证能力。 [2023浙江1月T18 17分 解答题] 试题立意 素养导向 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 素养分析： 1、物理观念： 运动和能量观 2、科学思维：圆周运动、板块模型 3、科学探究：知道处理物体恰好不脱离摆渡车的临界条件； 4、科学态度与责任：构建模型，分析和解决实际问题的能力； 一题多解、多过程是本题最大的亮点,对教学具有良好的导向作用。 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 关键表述 物理量及其关系 滑块恰好不脱离摆渡车 滑块与摆渡车共速时，恰好到达摆渡车的右边缘 【关键能力】 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 【一题多解】关于从A到C，可以分阶段求解，可以全过程分析，题目中是以全过程分析。 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 【一题多解】 【解答】（2）从静止释放到G点过程，根据动能定理可得 解得 1、动力学：设历时t1达到共速， ，则达到共速时，位移差为 , 结合式子可以求解。 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 试题分析 【一题多解】 【解答】 解得 1、关于共速的时间t1,也可以通过动能定理求解。 学情分析 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 【失分剖析】 ①不清楚滑块恰好不脱离摆渡车所满足的临界条件; ②不会分阶段分析滑块与摆渡车的运动过程。 本题的难度中等，为平时训练中的常规题，主要考查圆周运动的向心力、动能定理、重力做功和重力势能及动量守恒定律等知识点，重点考查理解能力和推理论证能力。 备考建议 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 1. 功能关系和能量守恒的问题，在高考中出题灵活，创建情境多样，在平时解题中，教师应该多角度去设问，同时注重一题多解的应用。 例如：斜面模型+圆周运动、斜面+板块模型、碰撞模型+板块模型，解题中要从动力鞋、动能定理、能量守恒、动量方面去考虑求解，采用时同样要注意使用条件。 2、注重学生物理学科关键能力和核心素养的培养：通过典型例题分析研究提升学生解决实际问题的能力。从做功和能量转换角度上， 3、加强学生思维发散训练：“一题多解”对学生数理结合能力、建模能力的考查比较充分。 备考建议（拓展题型） 原题展示 素养考察 试题分析 学情分析 备考建议 试题立意 谢谢观赏 17 $$