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,理解物理概念和規律之間的聯系與區別等。
2. 推理能力:能根據物理現象、事實、規律和定律,通過分析、比較、抽象、概括、歸納、演繹等方法,揭示現象和過程的物理本質,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學推理。
3. 應用數學處理物理問題的能力:能根據具體問題列出物理量之間的關系式,并嘗試用其他方法處理,同時會使用數學工具(如三角函數、指數、對數等)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、處理實驗數據和結果等。
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,能從物理現象中發現問題和提出問題,并制定實驗方案進行探究,嘗試對探究結果進行描述、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和提高的能力。
問題:一質量為 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。
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,這是解決本題的關鍵。
例題解答:
設小球落地時的動量為 P,初速度為 v0,方向為正方向,根據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。