原创 王纪尧 朱行建工匠人才创新工作室 2022-07-30 09:10 发表于湖南
收录于合集#试题选集4个
原题：这是一道来自2022年广东卷的高考真题。本题起源于一个经典的问题“猎人打猴子”，但可以有多种解法，非常适合作为一道例题应用于教学中。
1.试题解析
本题考查了平抛运动、自由落体运动有关的知识。
2.试题评价
本题是一道比较简单的题，起源于教材实验以及一个古老的物理问题——猎人打猴子。但本题一方面巧妙地构造了一个看似与教材关联不大的生活情境，增加了一些干扰项（如“截面为三角形”等），需要考生能够在题干中提取信息并构建平抛运动和自由落体运动的模型；另一方面，这道题与整张卷风格非常一致，即真正做到了以学习探索情境和生活实践情境为背景设计每一道考题，几乎做到了一题一图。鄙人认为，这样的试卷将是今后的高考的一个模范。
2.1 教材原型
本题与教材上人教版2019版的《物理 必修第二册》中第五章第三节《探究平抛运动的特点》中的实验虽然看似不同，但精神内核却是一样的，都是探究平抛运动在竖直方向上与自由落体运动的关系：
而粤教版给出的实验探究则几乎与本题如出一辙：
2.2经典溯源
本题也可以看做是起源于一个古老的物理问题——猎人打猴子。这个问题被许多物理教科书采用，例如下图摘自赵凯华老先生的《新概念物理·力学》：
猎人瞄准了斜上方挂在树枝上的猴子，但猎人没有考虑到子弹的运动实际上是斜上抛运动，因此这样做本来是无法击中猴子的；而“聪明”的猴子反应灵敏却“聪明反被聪明误”，在猎人开枪的一瞬间松手做自由落体运动。结果以猴子为参考系，子弹相当于做匀速直线运动，最终还是击中了猴子。
当然，出于保护动物的基本原则，命题肯定不会选用这么“暴力”的情境，于是出题人略作修改，又加入了一些“迷惑项”，就成了我们今天看到的广东高考真题。
2.3模型拓展
有关相对运动的问题，最适合做成动图进行演示。之前曾利用Wolfram Mathematica制作动态演示，能够更直观地让学生观察到抛体运动竖直方向分运动与自由落体运动之间的关系。
3.教学启示
本题非常适合作为教学中的例题。鄙人甚至有一个大胆的设想：可以作为贯穿一个单元的“线索性问题”，巧妙地围绕着本题进行主题单元的教学设计，把对这个问题的相关知识与方法通过每节课时的任务分解逐渐深化，让学生对问题的认识层层递进，进而完成抛体运动的主题单元的学习。
新课标提倡大单元、大概念教学，因为单一的课时是无法实现核心素养的全方面培养的，只有一个完整的主题单元才能够做到4个方面的核心素养的培养。那么要想实践大单元教学，首要目标是梳理清楚教材的结构体系，提炼模块的核心问题，总结核心问题下的关键方法，由此才能够细化到每一节课中的教学目标。曲线运动这个大主题下，核心的问题自然是曲线运动的速度、加速度、轨迹之间的关系，即物体做曲线运动的条件与满足的规律；而解决这个核心问题的方法，无外乎就是运动的合成与分解；曲线运动最为典型的案例则是平抛运动。事实上，我们的教材也是如是安排的——即每一模块都有一个提纲挈领的核心问题，核心问题之后又往往会引入一个核心的方法。无论是教学还是复习，找出每个模块的核心问题与方法，不仅是备课阶段的基本任务，也是提升学生科学思维能力的必经之路。
作者简介：
王纪尧，目前在宁波光华学校工作。本科就读于郑州大学物理专业，硕士研究生就读于上海师范大学理论物理专业，曾在国际知名学术期刊《International Journal of Modern Physics D》上发表论文《Solar System Tests of a New Class of f(z) Theory》，并完成了《Dynamics of Viscous Phantom Universe》（arXiv:2003.05657）科研项目。曾热衷于科普工作，在网上创作有百余篇科普短文。教学时不拘一格，会根据不同班级学情开展不同的教学设计。
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