對一道2014年江蘇高考物理題的解析和拓展

陳海軍

[摘要]高考題是平時教學的優(yōu)秀資源。通過對近年高考題的分析解答，能有效提高學生的解題能力，把握高考命題動向。文章通過對一道高考題的分析、拓展，期望能幫助師生領會高考的命題動向，幫助學生提高應試能力。

[關鍵詞]高考題解析拓展

[中圖分類號]G633.7[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2015）110072

高考題對學生的能力要求較高，需學生掌握基本知識和規(guī)律，同時能靈活運用所學的物理知識。對高考題進行拓展分析，能較好地把握高考命題動向，本文以2014年江蘇高考物理卷第8題為例進行簡要分析。

【例題】如圖1所示，A、B兩物塊的質量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數為μ，B與地面間的動摩擦因數為μ/2。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。現對A施加一水平拉力F，則（）。

圖1圖2

A.當F<2μmg時，A、B都相對地面靜止

B.當F=5μmg/2時，A的加速度為μg/3

C.當F>3μmg時，A相對B滑動

D.無論F為何值，B的加速度不會超過μg/2

解法一：設在拉力F作用下A、B相對靜止，且一起向右運動，把A、B看做一個整體，對整體作受力分析，如圖2所示，可得aAB=F-f地BmA+mB=F-3μmg/23m，但B向右運動的加速度有最大值（即A對B的摩擦力為最大靜摩擦力）aBm=（fAB-f地B）/m=μg/2時，綜上可得拉力的最大值Fm=3μmg；當F>3μmg時，兩物塊發(fā)生相對運動；當F<3μmg時，則兩物塊相對靜止；當3μmg/2

解法二：設在水平拉力F的作用下A、B相對運動，可得aA>aB。aA=（F-fBA）/2m=（F-μmg）/2m，aB=fAB-f地Bm=2μmg-3μmg/2m=12μg，綜上可得F>3μmg，此后分析與解法一相同。

拓展1：若現對B施加一水平拉力F，則正確的是（）。

解析：由上述兩種方法可知，當F>9μmg/2時，兩物塊發(fā)生相對運動；當F≤9μmg/2時，則兩物塊相對靜止；當3μmg/2

拓展2：若B足夠長，對A施加一水平拉力F=4μmg，作用時間t秒后，再撤去水平拉力，則A在B上滑行的距離s是多少？

解：由題意可知，物塊A先做勻加速運動，物塊B也做勻加速運動。當水平拉力F撤去后，物塊A做勻減速運動，物塊B繼續(xù)做勻加速運動，如圖3所示。

圖3分析A的加速過程，可得aA1=（F-fBA）/2m=μg，位移為sA1=12aA1t2=12μgt2，速度為vA1=aA1t=μgt，

分析B可得aB1=（fAB-f地B）/m=μg/2，sB1=12aB1t2=14μgt2，vB1t=12μgt，A在B上滑行的距離為Δx1=sA1-sB1=μgt2/4。此后撤去水平拉力F，物塊A在物塊B上做減速運動，B繼續(xù)做加速運動。

可得aA2=-μg，aB2=μg/2，當A在B上停止滑動后，兩物塊一起做勻減速運動，可得vA2=vB2，即μgt-μgt′=12μgt+12μgt′，t′=t3。由sA2=vA1t′+12aA2t′2=μgt·t3+12（-μg）（t3）2=5μgt218，sB2=vB1t′+12aB2t′2=7μgt2/36，A在B上滑行的距離為Δx2=sA2-sB2=μgt2/12，綜上所述可得s=Δx1+Δx2=μgt2/3。

解法二作出兩物塊運動過程的的圖像，如圖4所示，OA表示A物塊做勻加速運動的過程，AC表示做勻減速運動的過程，OC表示B物塊做勻加速運動的過程，CD表示A、B兩物塊一起做勻減速運動的過程，由圖像包圍的面積表示位移可得，即為A在B上滑行的距離。

解法三以B為參考系，A在加速過程相對于B的加速度為，可知，A在減速過程相對于B的加速度為，在時刻，A相對于B的速度為，

可得，綜上所述可得。

解法四拉力F對物塊A做功為，A在B上滑行產生的熱量為，B在地面上加速運動產生的熱量為

，在時刻兩物塊的動能為

，由能量守恒定律可知，，綜上所述可得。

對高考試題的分析與拓展，可以更好地了解高考最新的命題動向。本例題的思想來源于2013年江蘇物理卷第14題。高考題是平時教學非常好的資源，在具體教學中，不應僅僅局限于本省的高考試題，也要對其他地區(qū)的高考試題進行分析、拓展，才能更好地把握教學的重點與難點，對所學內容加以歸納總結，培養(yǎng)學生解決物理問題的能力。

（責任編輯易志毅）