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ARTICLE · 1202813

特斯拉汽车飞起来了,我看到了高考物理的方向

特斯拉汽车飞起来了,我看到了高考物理的方向

各位家长好,我是艺曦,一名高中物理老师。

这两天,特斯拉的一段视频在网上特别火。

10月15日,特斯拉展示了新一代Roadster跑车。视频中,汽车沿着弯曲的轨道向上行驶,甚至能够倒挂在轨道上。随后,汽车脱离轨道,在空中完成翻转,最后平稳落地。

更令人惊讶的是,它还利用喷气推进系统,直接腾空越过了前方的几辆汽车。

当然,这不意味着我们已经拥有了能够长时间自由飞行的汽车,目前展示的还是一辆特殊的原型车。

作为一名高中物理老师,我看完之后的第一反应是:这简直就是一道现成的高中物理综合题。

高一可以考受力分析、牛顿第二定律,高二可以进一步研究动量守恒和反冲运动,到了高三,甚至可以把整个飞行过程设计成一道具有一定区分度的综合计算题。

但今天我想和家长聊的,并不只是这辆汽车背后的物理知识。

我觉得,这段视频恰好能够帮助我们理解,现在的高考物理究竟在朝着什么方向发展。

01. 高考物理,正在越来越重视真实世界

最近几年,每次研究高考物理真题,我都有一个比较深刻的感受:高考越来越愿意把真实生活、科技发展与高中物理知识结合起来。

我们不妨直接看看今年吉林省的高考物理题。

2026年吉林高考物理第4题,考查的是一种名叫“纳米光子电子加速器”的科技装置。

题目介绍,科学家利用激光照射周期性排列的纳米柱体,产生交变电场,从而加速电子束。

这个装置对于绝大多数高中生而言,都是一个非常陌生的东西。

但仔细分析就会发现,这道题真正考查的,依然是电场强度、电场力做功以及电子运动状态的变化。

学生不需要提前学习纳米技术,也不需要知道电子加速器究竟怎么制造,只需要能够从题目中提取有效信息,再利用高中物理知识进行分析。

同样是今年的吉林高考,第9题考查了我国计划部署的“羲和二号”太阳探测卫星。

题目给出了日地系统拉格朗日点L5的相关条件,让学生分析太阳、地球和卫星之间的引力关系与圆周运动。

这道题的背景是航天科技,但考查的依然是万有引力定律与圆周运动的基本规律。

还有第12题,甚至把人工智能引入了电学实验情境。

题目中,学生通过与人工智能讨论,了解到利用数字式多用电表测量电容的方法,然后设计实验,研究平行板电容器的电容与极板间距、正对面积之间的关系。

这里的人工智能并不是考点本身,真正考查的是学生的实验设计、数据处理和科学探究能力。

大家发现没有?

题目的背景越来越新,但背后的物理规律并没有改变。

我觉得这就是近年来高考物理非常值得关注的一个方向。

高考不是希望学生记住更多的公式,而是希望他们能够利用已经学过的知识,去理解一个从来没有接触过的科技装置,解决一个从来没有见过的问题。

02. 一辆飞行汽车,能考高中三年的物理

我们再回到特斯拉这段视频。

假如把这辆汽车放进高考题里,我觉得完全可以根据不同的知识掌握程度,设计出不同层次的问题。

对于高一学生,我首先希望他能够想到受力分析和牛顿第二定律。

汽车为什么能够沿着弯曲轨道向上运动?为什么倒挂在轨道上时没有直接掉下来?

这里涉及重力、轨道的作用力,以及吸附系统产生的作用。

在分析汽车的运动状态时,我们需要根据实际受力情况,判断合力与加速度之间的关系。

还有一个很有意思的数据。

在特斯拉的加速演示中,车辆从静止加速到约96.6km/h,用时约0.81秒。

如果按照公布的数据计算,这段时间的平均加速度大约是33m/s²,约为重力加速度的3.4倍。

当然,这只是根据演示数据得到的平均加速度,并不代表汽车始终做匀加速运动。

对于高一学生而言,这就是一道很好的运动学计算题。

但我更希望孩子思考的是:为什么这么大的加速度能够实现?汽车究竟受到了哪些作用力?

如果进一步从动量的角度分析,我会把注意力放到汽车的喷气推进系统上。

汽车离开地面之后,为什么还能够改变运动状态?

因为它搭载了压缩空气推进系统,通过向特定方向高速喷射气体,使汽车获得相反方向的作用力。

这与我们学习过的反冲运动密切相关。

如果把汽车和喷出的气体看成一个系统,在喷气时间很短、外力冲量可以忽略的理想条件下,就可以近似利用动量守恒定律分析。

我们甚至可以直接设计一道计算题。

假设一辆汽车通过向后喷气,获得平均24000N的水平推力,持续时间为0.4s,忽略其他水平方向的作用力,求汽车在这一过程中动量的变化量。

根据动量定理:

Δp=FΔt=9600kg·m/s。

计算本身并不困难。

但如果继续追问,喷出的气体与汽车之间的动量变化存在什么关系?如果喷气过程中汽车质量发生改变,又该如何分析?

题目的难度就会逐渐增加。

这里也有一个特别值得学生注意的细节:动量守恒不是看到喷气就可以直接套用的,而是需要先明确研究对象和系统所受外力冲量。

我觉得这就是高中物理最值得训练的地方。

不能只是知道一个公式怎么用,更要知道这个公式为什么可以用,以及在什么条件下才能用。

到了高三,我甚至觉得可以把汽车整个腾空过程设计成一道综合计算题。

汽车先在地面加速,随后沿曲面运动,再利用喷气系统改变运动状态,最后完成降落。

不同阶段的受力情况并不相同。

如果给出汽车质量、喷气推力、喷气持续时间、障碍物高度等条件,就需要学生把整个运动过程拆分成不同阶段,分别分析受力、速度和位移。

如果进一步考虑喷气过程中质量发生变化,还可以引出利用微元法处理的动力学问题。

当然,这些都是根据真实科技情境设计的教学例题,并不是已经出现的高考真题。

但它恰好说明了一件事:

同样一个真实情境,既可以考查基础概念,也可以考查复杂的综合分析。

真正决定题目难度的,往往不是背景有多新颖,而是学生需要完成多少层物理分析。

03. 我觉得,高考越来越重视这样的孩子

这也是我今天最想表达的观点。

未来优秀的理科人才,不应该只是擅长做题,更应该具备利用知识解决新问题的能力。

其实,这个方向在高考评价体系中已经体现得非常明确。

《中国高考评价体系》提出了基础性、综合性、应用性和创新性四项考查要求。

而2026年高考物理全国卷的官方试题评析,也明确强调了模型建构、推理论证,以及学生探索性、创新性思维品质的培养。

这些要求,最终都指向一个非常重要的问题:

一个学生面对从来没有见过的情境,能不能独立分析并解决问题?

这也是为什么我在平时教学中,一直特别重视孩子的独立思考和独立落笔能力。

有些孩子做过的题目非常多,牛顿第二定律会用,动量守恒也会列,动能定理更是练习了无数遍。

但只要把题目背景换一下,把木块换成汽车,把小球换成探测器,孩子就突然不会了。

为什么?

因为他记住的是某一道题应该怎么做,而没有真正理解这道题背后的物理规律。

反过来,有些孩子看到一道陌生题目,第一遍不一定能够做对,但他愿意主动分析情境、画图、寻找物理关系,再一步一步尝试建立模型。

我反而很看好这样的学生。

因为他已经在尝试独立解决问题,而不是等待别人告诉他应该套用哪个公式。

我觉得,这就是高中阶段非常值得培养的创新思维。

创新不一定意味着现在就能发明一个新东西。

对于高中生而言,能够摆脱固定套路,利用已有知识独立处理陌生问题,就是创新思维的重要基础。

04. 越是这样的高考,越不能忽视基础

讲到这里,我特别想提醒家长一件事。

高考越来越重视真实情境和科技创新,并不意味着孩子现在就需要大量了解前沿科技,更不意味着要不断寻找新题、怪题来训练。

恰恰相反。

我觉得越是这样的高考,越要求孩子拥有扎实的物理基础。

原因其实很简单。

科技可以不断发展,题目背景可以千变万化,但高中阶段用来分析问题的基本规律并不会因此改变。

特斯拉的汽车可以腾空,但它仍然遵循牛顿运动定律。

航天器可以飞向遥远的太空,但它的运动依然可以利用万有引力等规律进行分析。

电子加速器可以采用先进的纳米技术,但高中生依然能够利用电场知识理解其中的一部分工作原理。

所以我平时特别重视孩子的受力分析、运动过程判断,以及把文字信息转化成物理模型的能力。

有些家长觉得,这些基础内容已经讲过很多遍了,是不是应该赶紧向后学习?

但我觉得,知识学过和真正掌握,是两回事。

如果孩子不能独立分析一个物体的受力情况,那么即便提前学完了动量守恒、电磁感应,遇到综合问题时依然容易卡住。

高中物理三年的学习,应该是一个逐渐深入的过程。

从理解基本概念,到建立知识之间的联系,再到面对陌生情境能够独立分析、综合运用。

真正决定孩子物理成绩上限的,往往不是提前做过多少难题,而是他对基础规律究竟理解到了什么程度。

05. 我希望孩子学会的,不只是考试

其实,这次特斯拉的发布会还让我想到一个问题。

假如现在让两个高中生看同一段视频。

一个孩子看完觉得非常震撼,感叹现在的科技真厉害。

另一个孩子除了惊讶,还会主动思考:汽车为什么能够倒挂?喷气为什么能够提供推力?如果想让汽车飞得更高,需要改变哪些条件?

我觉得,第二个孩子已经开始尝试用物理的眼光观察世界。

而这正是我希望学生在高中三年逐渐建立起来的能力。

我并不认为高考只有结合科技热点才算好题。很多传统的物理模型,只要设计得足够巧妙,同样能够考查学生深层次的思维能力。

但我确实越来越认同这样一种命题方向:

让学生从真实问题出发,利用已经掌握的知识,去分析、探索和解决未知的问题。

这不仅仅是在考查孩子会不会做题,也是在引导基础教育培养具有科学思维、探究精神和创新潜力的人才。

未来科技的发展速度,可能远远超过我们的想象。

今天的飞行汽车,也许只是未来交通技术探索中的一个小小片段。

等现在的高中生真正走向社会,可能还会遇到许多我们今天根本想象不到的新技术、新问题。

我们不可能提前把所有问题的答案都教给他们。

但至少可以在高中阶段,帮助他们建立一套理解世界、分析问题、解决问题的思维方式。

我觉得,这才是高中物理学习真正长远的价值。

学物理,当然要重视考试成绩,但不应该只停留在考试成绩。

我希望孩子走出考场之后,依然能够保持对未知世界的好奇心,愿意主动思考一个现象为什么会发生,也有能力利用学过的知识去寻找答案。

毕竟,我们今天培养的孩子,不只是要能够适应现在的考试。

更希望他们将来能够参与创造新的科技,解决新的问题,甚至推动这个世界向前发展。

我是艺曦,一名高中物理老师。

希望我们的孩子,不只是能够把物理题做对,也能够慢慢学会用物理的眼光,看懂这个不断变化的世界。

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