2022年1月福建省說題比賽說課稿

高中物理原創(chuàng)題解析各位專家和領(lǐng)導(dǎo)好，本次說題的主要內(nèi)容是:試題來源：本人的自主命題:近年我國在彈射器研發(fā)上取得突破性進(jìn)展，它是一種助力航空母艦上的飛機(jī)起飛的裝置。飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)和彈射器提供的牽引力共同且同時(shí)作用下，從水平跑道上由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)直到起飛，如圖甲所示，某型飛機(jī)質(zhì)量m=×104kg,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程阻力大小是飛機(jī)重力的倍，發(fā)動(dòng)機(jī)推力恒為F=×105N,跑道長度L=200m，忽略飛機(jī)長度，飛機(jī)在跑道末端起飛。為測量飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，跑道上安裝了測量速度大小的儀器，如圖乙所示,導(dǎo)軌間距d=,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝，回路等效電阻R＝Ω，電流傳感器將通過R的電流即時(shí)采集并通過計(jì)算機(jī)，可得到i-t圖象如圖丙所示，整個(gè)過程飛機(jī)產(chǎn)生的安培力大小忽略不計(jì)，試求彈射器在彈射飛機(jī)過程中平均功率是多大？（）命題意圖此命題知識(shí)和能力考查目標(biāo)：考查學(xué)生利用圖象提取有效信息,分析和解決問題的能力?？疾閷W(xué)生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用?？疾閷W(xué)生對(duì)勻變直線運(yùn)動(dòng)的理解?？疾閷W(xué)生對(duì)平均功率概念的理解?？疾閷W(xué)生利用動(dòng)能定理分析和解決問題的能力。本題涉及的知識(shí)點(diǎn)在全國高考考綱中幾乎都是Ⅱ級(jí)要求，考綱中對(duì)v-t圖象的考查也是Ⅱ級(jí)要求，本題考查的i-t圖象與v-t圖象處理方法相似。本題是一道電學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能的綜合題，涉及多個(gè)物理情景，可以考查學(xué)生的審題能力、分析能力。我國近年在航空母艦上的彈射器研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，以此為背景可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)國家和民族的自豪感，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情，在研究問題采取實(shí)事求是的態(tài)度，體現(xiàn)了新課程的“情感態(tài)度與價(jià)值觀”。三．試題解析過程由i-t圖象可知，①由電磁感應(yīng)定律得②③由②③可知，飛機(jī)在跑道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，④⑤飛機(jī)起飛經(jīng)歷時(shí)間飛離跑道末速度⑥⑦飛機(jī)從靜止到飛離跑道，由動(dòng)能定理得⑧因此彈射器彈射過程平均功率為點(diǎn)評(píng)：此題的難點(diǎn)是將電學(xué)知識(shí)和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系、在i-t圖象提取有效信息、理解“飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)和彈射器提供的牽引力共同且同時(shí)作用下”這句話的含義，對(duì)審題要求較高，考查了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。試題的拓展延伸及變式分析變式1.導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，兩根平行長直金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，其間安放金屬滑塊?；瑝K可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源。若電源提供的強(qiáng)大電流為

I

=×10

5

A，兩導(dǎo)軌間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B

=2T。若導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距

L

=，滑塊的質(zhì)量

m

=24g,，試求：

（1）滑塊運(yùn)動(dòng)過程中受到的安培力的大?。?/p>

（2）要使滑塊獲得

v

=s的速度，導(dǎo)軌至少多長。變式2.飛機(jī)若僅依靠自身噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)推力起飛需要較長的跑道，某同學(xué)設(shè)計(jì)在航空母艦上安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)起飛距離，他的設(shè)計(jì)思想如下：如圖所示，航空母艦的水平跑道總長l=180m，其中電磁彈射器是一種長度為l1=120m的直線電機(jī)，這種直線電機(jī)從頭至尾可以提供一個(gè)恒定的牽引力。一架質(zhì)量為的飛機(jī)，其噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供恒定的推力?？紤]到飛機(jī)在起飛過程中受到的阻力與速度大小有關(guān)，假設(shè)在電磁彈射階段的平均阻力為飛機(jī)重力的倍，在后一階段的平均阻力為飛機(jī)重力的倍。飛機(jī)離艦起飛的速度v=100m/s，航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)可視為質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn)。請你求出（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。

（1）飛機(jī)在后一階段的加速度大小；

（2）電磁彈射器的牽引力的大小；

（3）電磁彈射器輸出效率可以達(dá)到80%，則每彈射這樣一架飛機(jī)電磁彈射器需要消耗多少能量。點(diǎn)評(píng)：變式1和變式2都是在原題基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)淖兓?，可以看到物理模型既與原題相似又有所不同。變式1考查了利用求解安培力，并利用求解加速度以及位移的方法。變式2考查了牛頓第二定律的應(yīng)用、動(dòng)能定理的應(yīng)用、對(duì)功能關(guān)系的理解。試題的拓展及變化，可以加深學(xué)生對(duì)主干知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的知識(shí)遷移能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)造性思維。五.試題的價(jià)值、反思及感悟高考物理學(xué)科考試大綱注重考察能力。第一是理解能力，本題要求學(xué)生對(duì)功和功率概念的理解，動(dòng)能定理規(guī)律的應(yīng)用。第二是推理能力，本題通過i-t圖及法拉