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这道考查平抛运动的试题为什么成了难题?

这道考查平抛运动的试题为什么成了难题?

1.引言

2026年河南高考物理试题被广大考生普遍认为是“较难”。

相信大家在深表认同之余,一定会有一个疑问:到底难在哪里?

在笔者看来,导致试题难度“飙升”的因素主要有三:

一是创新设问角度。

二是综合性增强。

三是运算量明显加大。

接下来,笔者结合试卷中难度较大的题目四道题目具体谈一谈上述三点看法。

2试题呈现

2026·河南,74分)如图1,网球运动员将球沿水平方向击出,球运动轨迹所在平面与球网面的夹角为45°,球恰好擦过球网上沿的P点;图2为球运动轨迹在球网所在平面的投影,轨迹投影在P点的切线与球网上沿的夹角为φ。已知击出时球的速度大小为20m/stanφ0.2,重力加速度大小取g10m/s2,不计阻力,则击球点到球网面的距离为(  )

A4mB6mC8mD10m

参考答案A

3分析与求解

这是一道以网球运动为情境的生产生活实践类问题,主要考查平抛运动规律的理解和应用。解题时应通过分解网球的运动确定运动时间t、求解水平位移x,进而求解击球点到球网面的距离d

求解过程如下:

1步:明确问题

求解击球点到球网面的距离d,可通过求解网球从抛出点到P点的水平位移x,再根据几何关系d=xsin450求出d。如图3所示。

由于x=v0t,因此应求出网球从O点到P点的时间t.

而要求出t,应通过网球在P点的竖直分速度vy=gt求出。

2步:分解运动

将网球的运动先在轨迹平面内沿水平方向、竖直平面内正交分解为v0vy,再将v0在水平面内沿垂直球网平面和平行球网平面正交分解为v01v02,则

3步:求解d

反思

反思一:难在哪里?

对于平抛运动,通常的分解是在轨迹平面内进行二维的正交分解。

而本题打破常规,在三维空间内正交分解平抛运动,实现了从熟知二维空间内的“一分为二”到在三维空间内相对陌生的“一分为三”的转变。

这也正是本题的难点——如何在三维空间内正交分解?——所在。

从这个角度来看,本题难度提升的原因在于矢量运算的“复杂程度”提升了。

反思二:为什么难?

对三维分解“没见过”、“没想过”、“比较陌生”等是导致感到困难的主要原因。

实际上,关于矢量运算,当求三个矢量的和(即矢量合成)时,先将某两个矢量加以合成,再将这两个矢量的和跟第三个矢量进行合成,从而得出三个矢量的和。

相应地,在将一个矢量分解为三个分量时,可以先将其分解为两个分量,再将其中一个分量分解为另外两个分量,这样,经过两次分解从而实现“一分为三”。

反思三:是否超标?

课程标准中关于矢量的表述是这样的:1.2.2通过实验,了解力的合成与分解。知道矢量和标量。

可以看到,对于“矢量”和“矢量运算”,仅限于“了解”和“知道”,而非“理解”和“应用”。

具体来说就是:一维矢量运算,必须绝对掌握;二维矢量运算,应当极度熟练正交分解;三维矢量运算,不做具体要求。

这样来看,虽然学生最终能够成功求解本题,但由于涉及三维矢量运算,还是多少有点儿“超纲”之嫌!

反思四:这道题的命制想要告诉什么?

学习中,除了掌握好基础(基本模型、基本规律、基本概念等)外,更要深入思考,质疑创新,敢于“超纲”思考——触摸高中知识的边界。

教学中,教师要引导学生深入思考,在基础掌握扎实之后,可以提出一些具有挑战性的问题来提升学生思维能力和认知边界。

总之,新高考物理试题强化了选拔区分功能,创新设问方式,突出对思维能力的考查。在教和学中,务必足够重视上述问题。