高考要求物理的能力主要有以下幾個方面:
1. 理解能力:包括理解物理基本概念、規(guī)律的確切含義、外延及其適用條件,理解物理基本公式及其導出式,理解物理概念和規(guī)律之間的聯(lián)系與區(qū)別等。
2. 推理能力:能根據(jù)物理現(xiàn)象、事實、規(guī)律和定律,通過分析、比較、抽象、概括、歸納、演繹等方法,揭示現(xiàn)象和過程的物理本質(zhì),建立物理模型,將物理問題化歸為物理模型并進行正確的數(shù)學推理。
3. 應用數(shù)學處理物理問題的能力:能根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式,并嘗試用其他方法處理,同時會使用數(shù)學工具(如三角函數(shù)、指數(shù)、對數(shù)等)進行運算。
4. 實驗能力:包括明確實驗目的、理解實驗原理和方法、控制實驗條件、處理實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果等。
5. 科學探究能力:包括能獨立地應用科學探究的方法進行物理問題的研究,能從物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,并制定實驗方案進行探究,嘗試對探究結(jié)果進行描述、解釋與預測。
6. 科學思維能力:包括運用物理知識解決實際問題的能力,如分析綜合、比較、抽象概括、推理論證、想象等。
以上這些能力是高考對物理學科的基本要求,也是考生在備考過程中需要重點培養(yǎng)和提高的能力。
問題:一質(zhì)量為 m 的小球,在距地面高度為 H 的位置以初速度 v0 拋出,不計空氣阻力,求小球落地時的動量。
能力考察點:
1. 運動學公式:需要運用運動學公式求出小球在空中運動的時間,這是解決本題的基礎(chǔ)。
2. 機械能守恒定律:小球在空中運動的過程中,只有重力做功,所以機械能守恒,根據(jù)這個定律可以求出小球的落地速度,進而求出小球的動量。
3. 動量定理:在求出小球落地速度之后,需要用到動量定理來求出小球的動量,這是解決本題的關(guān)鍵。
例題解答:
設(shè)小球落地時的動量為 P,初速度為 v0,方向為正方向,根據(jù)運動學公式可求得小球在空中運動的時間為:
t = √(2H/g)
由于小球在空中運動的過程中,只有重力做功,所以機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律可得:
(1/2)mv02 + mgh = (1/2)mv2
其中 v 為小球的落地速度,根據(jù)動量定理可得:
Ft = mv - mv0
其中 F 為重力,將上述三個公式帶入可得:
P = mv = mv0 + m√(2gH)
所以,小球落地時的動量為 mv0 + m√(2gH)。
這道例題綜合考察了運動學公式、機械能守恒定律和動量定理,需要考生靈活運用這些知識才能正確解答。