深度解析教材是战胜高考的基础

贵州 王一帆

课堂教学绝对不是几十年对同一知识点的简单重复，应该是用教材教，而不是教教材；更不应该是老师直接从网上购买教案和练习册，代替自己研读教材。为了让学生发展核心素养，使其具备适应终身发展的能力，国家不断地完善课程标准，而教材是课程标准的具体再现，集中了众多专家、学者的专业智慧。在实际教学中，不研究教材或不依赖教材的课堂教学，往往会失去内涵、失去方向、失去源头活水。因此，课堂教学一定要以教材为本，深入全面地剖析教材的内容，切忌肢解教材、脱离教材；教材中的概念、原理、方法，哪怕是插图、例题和课后练习都要分析透彻，而后在这些素材上进行加工，恰当补充、拓展，引导学生变式，鼓励学生质疑。只有把教材内容分析彻底，新课标要求的核心素养才能落实到位。

一、教材是课堂教学的源头活水

教材原文：鲁科版教材高中物理(必修一)第三章第三节(P46页)讨论与交流插图，为跳伞者在下降过程中的速度变化示意图，如图1所示。根据示意图，你能分析跳伞者在下降过程的不同阶段近似做什么运动吗？请你和同学们讨论交流看法。

图1

【例1】(2014·全国卷Ⅱ第24题)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录，取重力加速度的大小g=10 m/s2。

(1)忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落到1.5 km高度处所需要的时间及其在此处速度的大小；

(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力，高速运动受阻力大小可近似表示为f=kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图象如图2所示，着陆过程中，运动员和所携装备的总质量m=100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字)

图2

比较教材的内容和这道高考试题，情景何其相似，甚至可以说是完全相同，只不过，这道高考题只选取了教材中前半部分，即达到最大速度的运动过程进行考查。如果我们在处理教材的时候，对课本插图足够重视，在课堂上对跳伞者的运动过程做详细的运动分析和受力分析，那么在高考中遇到这道题将如探囊取物。

二、教材处理不光讲方法，更要讲原理

教材原文：鲁科版教材高中物理(必修一)第一章第三节(P24页)，有关光电门原理的描述原文：当位移足够小(或时间足够短)时，小球的速度变化很小，可以认为小球在这段时间内做匀速直线运动，所得的平均速度就可以用来描述小球经过O点时运动的快慢，即可近似看成经过O点的瞬时速度，而且所取时间越短，误差越小。我们可以用光电门这个实验装置来测量瞬时速度，实验装置如图所示。

这段文字里面有两点必须处理清楚，第一：为什么明明测的是平均速度，后来又变成了瞬时速度，原因就是有位移足够小的条件，使速度的变化很小，可近似认为是匀速直线运动，这样一来平均速度和瞬时速度大小就相等了，所以要求遮光片很窄；第二：要关注近似的本质含义，近似不是完全相等，必须承认遮光片的运动是匀加速直线运动的本质，只不过加速时间和位移都很短，但一定要注意，很短不代表没有变化。下面两道高考题就分别体现了这两个方面。

【例2】(2013·全国卷Ⅰ第22题)图3为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：

图3

图4

①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s。

②调整轻滑轮，使细线水平。

③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB，求出加速度a。

⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。

回答下列问题：

(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图4所示，其读数为________cm。

【解析】(1)由图4所示游标卡尺可知，则游标卡尺示数为0.960 cm。

图5

图6

图7

实验步骤如下：

①如图5，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③；

⑤多次重复步骤④；

懂吃的潮汕人用沙茶作锅底，涮牛的各个部位。后来随着岁月的变化，牛肉锅也发生了些微重要改变。锅底改用以牛骨熬制的清汤，涮牛肉的各部位，蘸沙茶酱、普宁豆酱等调料食用。

完成下列填空：

(2)由图7可求得vA= cm/s，a= cm/s2。(结果保留三位有效数字)

三、教材中例题和练习是变式训练的原材料

仔细研究近几年的高考题，对比教材，不难发现很多试题都源于对教材例题或课后练习题的改编，或增设情景，或添加条件，或升级提问方式，例如2016年全国卷Ⅱ第24题就能在人教版高中物理选修3—2教材中找到原形。导体切割磁感线时的感应电动势，电磁感应中的能量转化。

教材原文：如图8所示，磁感应强度B=1 T的匀强磁场垂直纸面向里，纸面内的平行导轨宽L=1 m，金属棒PQ以1 m/s速度紧贴着导轨向右运动，与平行导轨相连的电阻R=1 Ω，其他电阻不计。

(1)运动的金属棒会产生感应电动势，相当于电源，用电池、电阻和导线等符号画出这个装置的等效电路图。

(2)通过电阻R的电流方向如何?大小等于多少?

图8

图9

【解析】(1)导体棒视作电源，根据图示作出等效电路图如图9所示。

此题主要提供了解决电磁感应中的电路问题的一般思路：首先确定等效电源，利用法拉第电磁感应定律可得出电动势E大小；其次分析电路结构，画出等效电路图；最后利用电路规律，结合动力学和能量规律求解。其中，正确分析电路问题是电磁感应相关问题的第一步。

【例4】(2016·全国卷Ⅱ第24题)如图10,水平面(纸面)内间距为L的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为L的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，求：

图10

(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

(2)电阻的阻值。

【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度为

F-μmg=ma

则进入磁场时的速度为v=at0

产生的感应电动势为

(2)金属棒在磁场中匀速运动时，有

这道高考题的解答，同样可以用解决电磁感应中电路问题的一般思路分析，确定等效电源，画等效电路图，只是在这道题里面，需要将进入磁场时的速度算出来，增加了动力学知识的考查，且增加了摩擦力的条件，在原题的基础上经过适当的变形、重组，形成了这样一道集运动学、力学、电学的综合性问题。可见，教材中习题的解题思路总结，隐含条件挖掘，变式加工都具有极高价值，同时也说明，在高三复习的时候，回归教材非常有必要。