從平面到立體，全方位提升學(xué)科素養(yǎng)

蔣金團(tuán) 許文

2021年高考山東卷第14題考查的是帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。常見的帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題，往往設(shè)計(jì)成兩種情形：第一種情形是帶電粒子所受重力和靜電力平衡，帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)側(cè)重考查洛倫茲力的特點(diǎn)和圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，體現(xiàn)了物理觀念中的力學(xué)觀和運(yùn)動(dòng)觀;第二種情形是帶電粒子所受重力和靜電力的合力不為零，帶電粒子在重力與靜電力的合力、洛倫茲力的作用下做滾輪線運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)側(cè)重考查等效法、運(yùn)動(dòng)的合成與分解法在曲線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)中的學(xué)科思想和學(xué)科方法。與以上兩種設(shè)計(jì)情形不同的是，2021年高考山東卷第14題將平面內(nèi)的曲線運(yùn)動(dòng)升級(jí)成了三維空間內(nèi)的曲線運(yùn)動(dòng)，粒子在沿電場(chǎng)線的方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直于電場(chǎng)線的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這種拓展式的設(shè)計(jì)打破了“將曲線運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的慣性思維”，更加深入地考查了考生的動(dòng)力學(xué)觀念和學(xué)科素養(yǎng)，使考生更加深刻地認(rèn)識(shí)到兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，領(lǐng)悟到合成與分解法的精髓。下面就對(duì)這道富有新意的試題進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)給出兩種解法，希望對(duì)同學(xué)們的復(fù)習(xí)備考有所幫助。