1、AH第9专题,主编,AH,物理,物理,物理,物理,决胜高考,专案突破,名师诊断,对点集训,【考情报告】,【考向预测】,论述、计算题是高考中必考的题型,在安徽省高考试卷中占单科分 值的54.5%,是高考成败的关键.这类试题的特点是:文字叙述量较大, 涉及物理过程较多,所给物理情境较复杂,物理模型较模糊(甚至很隐 蔽),运用的物理规律较多.这类试题能很好地考查考生对物理概念、 物理规律的理解能力和根据已知条件及物理事实对物理问题进行 逻辑推理和论证的能力,能有效的考查考生接受、鉴别和选择信息 的综合分析能力及应用数学方法处理物理问题的能力.因此论述计 算题备受命题者青睐.,预计2013年高考安徽省
2、理综卷第一个计算题仍会是纯力学和运动 学,考查学生对基本知识和基本方法的掌握.内容上主要考查运动学 公式和图象、牛顿运动定律、动能定理等,综合性不是很强,能力要,求较低.第二个计算题一般是带电粒子在磁场或复合场中的运动、 电磁感应以及运动与能量的综合问题,尤其是以与科技、生产、生 活相关的物理模型为背景进行命题会成为高考的热点.第三个计算 题一般是机械能、动量、牛顿第二定律的综合应用问题,涉及碰撞 中的动量守恒、机械能守恒、平抛或类平抛运动、圆周运动等.这 两类题目设计新颖,综合性强、考查知识容量大、能力要求高.这就 要求在掌握好物理概念、公式、规律的同时,还要掌握那些常用方 法与技巧,提升解
3、决论述题、计算题的能力.,【知能诊断】,如图所示,特战队员从悬停在空中,离地235 m高的直升机上沿绳下滑,(2)如果特战队员先轻握绳子由静止下落4 s,然后紧握绳子继续下落, 求特战队员从开始下落至到达地面,总共用了多少时间?,进行降落训练,某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg,设特战队 员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力,紧握绳子时可 获得1000 N的摩擦阻力,下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确 保安全.g取10 m/s2.求:,(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大?,【解析】(1)轻握绳子时由牛顿第二定律有:,mg-f1=ma1,解得:a1=7.5 m/s
4、2.,(2)轻推绳子下落时由运动学公式得:,x1= a1 =60 m,4 s末的速度v1=a1t1=30 m/s,紧握绳子时a2= =-2.5 m/s2,由运动学公式有:,x2=v1t2+ a2,其中x2=H-x1=175 m,解得t2=10 s或t2=14 s(舍掉),下落总时间t=t1+t2=14 s.,【答案】(1)7.5 m/s2 (2)14 s,2.如图所示,质量为m的小物块以初速度v0在粗糙水平桌面上做直线 运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4 m, v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.25,桌面高h=0. 45 m
5、.不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:,(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s.,(2)小物块落地时的动能Ek.,(3)小物块的初速度大小v0.,【解析】(1)由平抛运动规律,有,竖直方向h= gt2,水平方向s=vt,得水平距离s= v=0.90 m.,(2)由机械能守恒定律,动能Ek= mv2+mgh=0.90 J.,(3)由动能定理,有-mgl= mv2- m,得初速度大小v0= =4.0 m/s.,【答案】(1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s,3.质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程 对应的v-t图象如图所示.球与水平地面
6、相碰后离开地面时的速度大 小为碰撞前的 .设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10 m/s2.求:,(1)弹性球受到的空气阻力f的大小.,(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.,解得:a=12 m/s2,小球上升做匀减速运动,有:v2=2ah,升至最高点:h=0.375 m.,【答案】(1)0.2 N (2)0.375,【解析】(1)由v-t图象可得小球下落时的加速度为:a=8 m/s2,由牛顿定律可得:ma=mg-f,f=mg-ma=0.2 N.,(2)小球落地后反弹的速度为:v=3 m/s,上升时:ma=mg+f,4.图甲所示的装置中,小物块A、B质量均为m,水平面上PQ段长为l, 与物块
7、间的动摩擦因数为,其余段光滑.初始时,挡板上的轻质弹簧 处于原长;长为r的连杆位于图中虚线位置;A紧靠滑杆(A、B间距大 于2r).随后,连杆以角速度匀速转动,带动滑杆做水平运动,滑杆的速 度时间图象如图乙所示.A在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与 静止的B发生完全非弹性碰撞.,(1)求A脱离滑杆时的速度v0,及A与B碰撞过程的机械能损失E.,(2)如果AB不能与弹簧相碰,设AB从P点到运动停止所用的时间为t1, 求的取值范围,及t1与的关系式.,(3)如果AB能与弹簧相碰,但不能返回到P点左侧,设每次压缩弹簧过 程中弹簧的最大弹性势能为Ep,求的取值范围,及Ep与的关系式(弹,簧始终在弹性限
8、度内).,【解析】(1)连杆转到最低点时,滑杆的速度达到最大,此后A与滑 杆分离,由圆周运动知识,有v0=r,A与B发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律,有,mv0=2mv1,损失的机械能E= m - 2m,解得E= m2r2.,(2)如果AB不能与弹簧相碰,由能量守恒定律,有,2mgl 2m,解得 .,由牛顿第二定律,有2mg=2ma,由运动学公式,有v1=at1,解得t1= .,(3)若AB能与弹簧相碰,但不能返回到P点左侧,由能量守恒定律,有 2mg2l 2m,解得,所以的取值范围为 ,设AB滑到Q点时的动能为Ek,由动能定理得,-2mgl=Ek- 2m,当弹簧压缩最短时,由能量守恒定律,
9、有Ep=Ek,解得Ep= m2r2-2mgl.,【答案】(1)r m2r2 (2) t1=,(3) Ep= m2r2-2mgl,甲,5.如图甲所示,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱 形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该 区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为 R.现将磁 场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度 沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小 为B,不计重力,求电场强度的大小.,【解析】粒子在磁场中做圆周运动.设圆周的半径为r,
10、由牛顿第二 定律和洛伦兹力公式得qvB=m,式中v为粒子在a点的速度,过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c和d点.由几何关系知,线段 、 和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一 正方形.由此,乙,【答案】,【思维导图】,论述、计算题一般包括对象、条件、过程和状态四个要素.,对象是物理现象的载体.这一载体可以是单个物体(质点),也可以是 系统.,条件是对物理现象和物理事实(对象)的一些限制.解题时应“明确 ”显性条件、“挖掘”隐含条件、“吃透”模糊条件.显性条件是 易被感知和理解的;隐含条件是不易被感知的,它往往隐含在概念、 规律、现象、过程、状态、图形和图象之中;模糊条件常常
11、存在于 一些模糊语言之中,一般只指定一个大概的范围.,过程是指研究对象在一定条件下变化、发展的程序.在解题时应注 意过程的多元性,可将全过程分解为多个子过程或将多个子过程合 并为一个全过程.,状态是指研究对象各个时刻所呈现的特征.,解物理论述、计算题的一般步骤是:审题、选取研究对象、建模、 规范解答等.,一、审题,动手解答物理题之前,应先进行审题,审题即破解题意,它是解题的第 一步.认真阅读题目,字斟句酌,弄清题目中的物理状态、物理过程和 物理情境,找出其中起重要作用的因素及有关条件发掘题目隐含的 条件并警惕容易引人出错的文字、数字和字母,能迅速、准确地领 会且把握命题意图,找准解题的切入点;
12、通过阅读、思考、分析等思 维过程在头脑中形成一个生动、清晰的物理情境.审题过程是一种 分析、加工的过程,具体应从以下几个方面下工夫:捕捉关键语句,分 析各种条件,画好情境示意图,明确状态和过程,构建合理的模型,定 性分析与定量计算相结合.,二、选取研究对象与建模,审题之后,要确立研究对象.物理习题都有确定的研究对象,称为物理 模型,确立研究对象的过程叫“建模”,模型化阶段是物理问题解决 过程中最重要的一步.模型化正确与否或合理与否,直接关系到物理 问题解决的质量.建模方法有:,1.借用传统的经典模型:确定研究对象后,将研究对象抽象为一 种物理结构,即将研究对象抽象为质点,或者质点组,或者点电
13、荷,或者闭合线圈研究对象究竟抽象成何种物理结构,同 样依据题中的物理情景,肯定研究对象的某些物理因素,忽略 研究对象的其他物理因素,这是解常见低难度题的主要思路.,2.将复杂的物理场景整合后类比成常见模型:通过仔细分析题 述条件,抽象出整个过程的本质特征,然后用我们熟悉的、简,单的等效物理模型代替题述情景,将复杂问题的求解过程进行 简化,学习物理之道就在于此.,3.将陌生的、抽象的模型转化为具体的熟悉的模型:在考试时, 见到没有接触过的新内容或考前预料不到的难题时,首先排除 题中干扰语言,将其转化成常见的物理模型,就可能成为一道 常见的经典题.,三、解题规范化,1.语言表达要规范化:能用物理语
14、言来描述相应的物理过程、 物体的运动状态、受力情况;能用精准的语言描述实验的操作 步骤、实验结论等.语言表达的规范化还体现在必要的文字说,明上,必要的文字说明是保证题目完整解答不可缺少的文字表 述,它能使解题思路表达地清楚明了,解答有据,流畅完美.,具体来讲可以重点考虑以下几个方面:,(1)说明研究的对象(个体或系统,尤其是整体和隔离相结合的题目, 一定要注意研究对象的转移或转化问题).,(2)说明研究的过程或状态.,(3)说明所列方程的依据及名称,这是展示考生思维逻辑严密性的重 要方面.,(4)说明题目中的隐含条件,临界条件.,(5)说明非题设字母、符号的物理意义.,(6)说明规定的正方向、
15、零势点及所建立的坐标系.,(7)说明所求结果的物理意义(有时还需要讨论分析),对题目所求或 所问有一个明确的答复.,(8)学科术语要规范,如“定律”、“定理”、“公式”、“关系” 、“定则”等词要用准确,阅卷时“由牛顿运动定理”、“动能定 律”、“四边形公式”、“油标卡尺”等错误说法时有发生.,(9)语言要富有学科特色.如一些考生把“以保证气体质量不变”说 成“防止漏气、进气”,在如图所示的坐标系中将电场的方向说成 “西南方向”、“南偏西45”、“向左下方”等均是不规范的,应 说成“与x轴正方向夹角为-135”或“如图所示”.,2.作图的规范化,作出物理过程的示意图,或画出关键情境的受力分析图
16、,是解计算题 的常规手段.物理作图的规范化要求是:,(1)绘制必须用铅笔(便于修改)、圆规、直尺、三角板,反对随心所 欲徒手画.,(2)画示意图(受力图、电路图、光路图、运动过程图等)应大致能反 映有关量的关系,图文要对应.,(3)画函数图象,要画好坐标原点,坐标轴上的箭头,标好物理量的符 号、单位及坐标轴的数据.,(4)图形图线应清晰、准确,线段的虚实要分明,有区别.,(5)高考答题时,必须应用黑色钢笔或签字笔描黑,否则无法扫描,从 而造成失分.,3.方程式和主要步骤书写的规范化,重点要注意好以下几点:,(1)写出的方程式(这是评分依据)必须是最基本的,不能以变形的结 果式代替方程式,如带电
17、粒子在磁场的运动应有qvB= ,而不是其 变形结果R= (这是相当多考生所忽视的).,(2)要用字母表达方程,不要掺有数字的方程,不要方程套方程.,(3)要用原始方程组联立求解,不要用连等式,不断地“续”进一些内 容.,(4)方程式有多个的,应分式布列(分步得分),不要合写一式,以免一错 而致全错,对各方程式要编号(如用,表示以便于计算和说明).,4.解题结果的规范化,解题结果是整个解题过程的重要组成部分,答案规范是指答案准确 、简洁、全面.既要注意计算结果的验证、取舍,又要注意答案的完 整,有时对解题结果还要做适当的说明和讨论,例如结果是矢量的就 要说明方向,方向的说明要与题目中涉及的方向相
18、对应.,(1)演算时一般先进行文字运算,从列出的一系列方程,推导出结果的 计算式,最后代入数据并写出结果.这样既有利于减轻运算负担,又有 利于一般规律的发现,同时也能改变每列一个方程就代入数值计算 的不良习惯.,(2)数据的书写要用科学记数法.,(3)计算结果的有效数字位数应根据题意确定,一般应与题目中所列,的数据相近,取两位或三位即可.如有特殊要求,应按要求选定.,(4)计算结果是数据的要带单位,是字母符号的不用带单位.,(5)文字式作答案的,所有字母都应是题目给定的已知量.,5.解题过程中运用数学的方式有讲究,(1)“代入数据”,解方程的具体过程可以不写出.,(2)所涉及的几何关系只需说出
19、判断结果而不必证明.,(3)重要的中间结论的文字表达式要写出来.,(4)所求的方程若有多个解,都要写出来.然后通过讨论,该舍去 的舍去.,(5)数字相乘的,数字之间不要用“”而用“”进行连接,相 除的也不要用“,而用分式.,(6)卷面上不能“约”,如不能在G =mg上打“/”相约.,6.使用各种字母符号要尽量养成规范的习惯,(1)字母符号要写清楚、写规范,忌字迹潦草.阅卷时因为“v、 r、”不分,“G”的草体像“a”,重力加速度“g”写成 电量“q”或“9”,希腊字母“、”笔顺或形状不 对而被扣分已屡见不鲜了.,(2)尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符 号.如题目给出半径是r,
20、你若写成R就算错.,(3)一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字 多用.一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆.,(4)尊重习惯用法.如拉力用F,摩擦力用f表示,阅卷人一看便明 白,如果用反了就会带来误解.,(5)角标要讲究.角标的位置应当在右下角,比字母本身小许多. 角标的选用亦应讲究,如通过A点的速度用vA,就比用v1或v 好. 通过某同一点的速度,按时间顺序第一次用v1,第二次用v2就很 清楚.如果倒置,必然带来误解.,(6)物理量的符号不论大写还是小写,均采用斜体.,(7)物理量单位符号不论大写还是小写,均采用正体.其中源于,人名的单位应大写,由两个字母组成的单位,一
21、般前面字母用 大写,后面字母用小写,单位中大于106的,词头应采用大写正体, 小于106的,词头应采用小写正体表示.如兆赫MHz,不能写成 mHz,千克kg不能写成Kg,皮法pF不能写成PF.,(8)其他符号中如三角函数符号、对数符号采用小写正体;代 表点、线、面及序号的字母不论大写还是小写,均采用斜体.,要想解答好计算题,除了需要扎实的物理基础知识,有效规范的答题 技巧外,还需要掌握一些常用的基本解题方法,下面具体地讨论几种 常用的解答论述、计算题的方法和技巧.,一、隔离法和整体法,隔离法是将物理问题的某些研究对象或过程、状态从系统或全过 程中隔离出来进行研究的方法.隔离法主要有两种类型:一
22、是对象的 隔离,即为寻求与某物体有关的所求量跟已知量之间的关系,将某物 体从系统中隔离出来;二是过程的隔离,物体往往参与几个物理过程, 为求解某个过程中的物理量,就必须将这个子过程从全过程中隔离 出来.,整体法是对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法.包括两种 情况:一是整体研究物体系统,一般不需考虑内部物体之间的作用力; 二是整体研究运动的全过程,此时所求的物理量往往只涉及整个物 理过程.,整体法和隔离法是解决动力学关系、能量关系等一系列问题的重 要思想方法,尤其是在求解连接体问题中的加速度、相互作用力以,及分析做功等问题中的能量关系时作用更大.,隔离法和整体法的选择是有原则的.在动力学问
23、题中,求各部分运动 状态相同的连接体的加速度或合外力时,优先考虑整体法.如果还要 求物体之间的相互作用力,可再用隔离法,且一定要从要求的作用力 的那个作用面将物体进行隔离.如果连接体中各部分的加速度不相 同,一般选用隔离法.,在研究单个质点的能量变化时,首选隔离法;研究系统的能量关系时, 一般综合运用整体法和隔离法.运用整体法时,一般情况下,只需考虑 外力,不必考虑内力;运用隔离法时,隔离的目的是将内力转化为外 力.,二、类比法,类比法又被称为类比推理法,它是根据两个研究对象或两个系统在 某些属性上的类似特性而推出其他属性也类似的思维方法.类比可 以把问题由复杂变简单、由抽象变形象、由陌生变熟
24、悉.通过对规 律的联想类比,往往能启迪思维、开阔思路,达到简洁明快、出奇制 胜的效果.,三、等效法,等效法是在保持对所研究的问题具有相同效果的前提下,用理想的 、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、 陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思维方法.等效 法是中学阶段解决物理习题的一种常见方法,利用它可以使解题过 程简明,解题思路清晰,从而达到事半功倍的目的.,四、物理模型法,理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽 象的理想体.,高考命题以能力立意,而能力立意又常以问题立意为切入点,千变万 化的物理命题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一 定
25、的条件,从而提出需要求解的物理量.而我们解题的过程,就是将题 目隐含的物理模型还原后再求结果的过程.运用物理模型解题的基 本程序如下.,(1)通过审题,获取题目信息,如:物理现象、物理事实、物理情境、 物理状态、物理过程等.,(2)弄清题中所给信息的主次关系.,(3)寻找与已有信息(某种知识、方法、模型)的相似、相近或联系, 通过类比联想,或抽象概括,或逻辑推理,或原型启发,建立起新的物 理模型,将新情境“难题”转化为常规命题.,(4)选择相关的物理规律求解.,五、临界问题,解决临界问题,一般有两种基本方法:一是以定理、定律为依据,首先 求出所研究问题的一般规律和一般解,然后分析、讨论其特殊规
26、律 和特殊解;二是直接分析、讨论临界状态和相应的临界值.,常见临界条件如下表:,六、极值问题,描述某一过程或某一状态的物理量在变化过程中由于受到物理规 律和条件的制约,其取值往往只在一定范围内才能符合物理问题的 实际,而在这一范围内,该物理量可能有最大值、最小值或是确定其 范围的边界值等一些特殊值.物理问题中涉及这些物理量的特殊值 问题,我们统称为极值问题.常见的极值问题有两类:一类是直接指明 某量有极值而要求出其极值;另一类则是通过求出某量的极值,进而 以此作为依据来解出与之相关的问题.,物理中的极值问题有两种典型的解法:一是对题目中所给物理现象 涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理
27、量在什么条件下 取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去 寻找极值,这种方法突出了问题的物理本质,称之为物理方法;二是由,问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推导, 在推导时利用数学中有关求极值的结论得到所需的极值,这种方法 侧重于数学的演算,其物理意义常常不够明朗,被称为数学方法.,临界问题和极值问题在近年高考试题中时有出现,逐渐成为高考的 热点问题之一.高考中涉及的这些临界、极值问题在我们平时的训 练中大多做过,只是在细微处有了一些适当的变化,因此,同学们如果 能在考试时回忆起训练过的方法,恰当地进行类比和等效,问题也就 迎刃而解了.,【解题精要】,一
28、、抓住关键词语,挖掘隐含条件,在读题时不仅要注意那些给出具体数字或字母的显性条件,更要抓,住另外一些叙述性的语言,特别是一些关键词语.所谓关键词语,指的 是题目中提出的一些限制性语言,它们或是对题目中所涉及的物理 变化的描述,或是对变化过程的界定等.,在审题过程中,必须把隐含条件充分挖掘出来,这常常是解题的关键. 有些隐含条件隐蔽得并不深,平时又经常见到,挖掘起来很容易,例如 题目中说“光滑的平面”,就表示“摩擦可忽略不计”;题目中说 “恰好不滑出木板”,就表示小物体“恰好滑到木板边缘处且具有 与木板相同的速度”等等,但是还有一些隐含条件则隐藏得较深或 不常见到,挖掘起来就有一定的难度了.,甲
29、,例1 如图甲所示,两平行金属板带等量异种电荷,两板间距离为d,与 水平方向成角放置,一电量为+q、质量为m的带电小球恰沿水平直 线从一板的端点向左运动到另一板的端点,求:,(1)该电场的场强大小及小球运动的加速度大小.,(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间.,【解析】带电小球沿着直线运动,受力情况如图乙所示.,乙,【答案】(1) gtan (2),(2)根据几何关系有s=,根据运动学公式有s= at2,即 = gtan t2,解得小球静止起从一板到达另一板所需时间,t= .,运动到另一板的端点”就隐含了一个重要的条件,即重力与电场 力的合力方向必然跟小球的运动轨迹在一条直线上,根据这一隐
30、 含条件就能判定小球所受电场力的方向,从而找到本题解题的突 破口.,点评 本题中的“带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左,二、重视对基本过程的分析,在高中物理中,力学部分涉及的运动过程有匀速直线运动、匀变速 直线运动、平抛运动、圆周运动等.电学中的变化过程主要有电容 器的充电和放电、电磁感应中的导体棒做先变加速后匀速的运动 等.,以上的这些基本过程都是非常重要的,同学们在平时的学习中必须 认真理解每个过程的特点和所遵循的基本规律,熟练掌握每个过程 的分析方法和技巧.,m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动.小车与墙壁碰撞时 即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的动摩擦因数=0.2,g取10
31、 m/ s2.,(1)求小车与墙壁碰撞时的速度.,(2)若滑块在圆轨道运动的过程中不脱离轨道,求半圆轨道半径R的 取值.,例2 如图所示,地面和半圆轨道面均光滑.质量M=1 kg、长L=4 m的 小车放在地面上,其右端与墙壁的距离s=3 m,小车上表面与半圆轨 道最低点P的切线相平.现有一质量m=2 kg的滑块(不计大小)以v0=6,【解析】(1)根据牛顿第二定律,对滑块有:-mg=ma1,对小车有:mg=Ma2,当滑块相对小车静止时,两者速度相等,即v0+a1t=a2t,此时v1=v2=4 m/s,滑块的位移x1=v0t+ a1t2,小车的位移x2= a2t2,相对位移L1=x1-x2,联立
32、解得L1=3 m,x2=2 m,L1L,x2s说明小车与墙壁碰撞前滑块与小车已具有共同速度,且共 速时小车与墙壁还未发生碰撞,故小车与墙壁碰撞时的速度为:v1= 4 m/s.,(2) 滑块与墙碰后在小车上向右做匀减速运动,然后滑上圆轨道,若滑块恰能通过最高点,设滑至最高点的速度为vm,则mg=m,根据动能定理有,-mg(L-L1)-mg2R= m - m,解得R=0.24 m,若滑块恰好滑至 圆弧到达T点时速度变为0,则滑块也能沿圆轨道 运动而不脱离圆轨道,根据动能定理,有-mg(L-L1)-mgR=0- m,解得R=0.6 m,所以滑块不脱离圆轨道必须满足:R0.24 m或R0.6 m.,【
33、答案】(1)4 m/s (2)R0.24 m或R0.6 m,点评 本题属于多过程题,第一个过程是滑块与小车的相对 运动过程,关键点是要判断在小车与墙壁碰撞时滑块与小车是否 达到共速.第二个过程是滑块沿着圆形轨道的上升过程,其中有两 个关键点,一是滑块恰好滑至 圆弧到达T点时就停止,滑块也能沿,圆轨道运动而不脱离圆轨道;二是滑块到达圆弧最高点处,满足重 力充当向心力,滑块也能不脱离轨道.因此这种多过程问题必须做 到分清运动过程,明确每个过程的特点,抓住关键点,选用最恰当的 物理规律求解.,三、画好情境示意图,画好分析草图,是审题的重要步骤.它有助于建立清晰有序的物理过 程和确立物理量间的关系,可
34、以把问题具体化、形象化.分析示意图 可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图,也可以是投影法、 等效法得到的示意图等.在审题过程中,要养成画示意图的习惯.解物 理题,能画图的尽量画图,图能帮助我们理解题意、分析过程以及探 讨过程中各物理量的变化.几乎无一物理问题不是用图来加强认识 的,而画图又迫使我们审查问题的各个细节以及细节之间的关系.,甲,例3 如图甲所示,圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个 区域,在圆内区域(rR)和圆外区域(rR)分别存在一个匀强磁,场,方向均垂直于xOy平面.现垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏, 其中荧光屏甲平行于x轴放置在y=-2.2R的位置,荧光屏乙平
35、行于y轴 放置在x=3.5R的位置.现有一束质量为m、电荷量为q(q0)、动能为 E0的粒子从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域,最终打在荧 光屏甲上,出现亮点N的坐标为(0.4R,-2.2R).若撤去圆外磁场,粒子也 打在荧光屏甲上,出现亮点M的坐标为(0,-2.2R),此时,若将荧光屏甲 沿y轴负方向平移,发现亮点的x轴坐标始终保持不变.不计粒子重力 影响.,(1)求在区域和中粒子运动速度v1、v2的大小.,(2)求在区域和中磁感应强度B1、B2的大小和方向.,(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从A点沿x轴正,方向射入区域的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能
36、为3E0的 粒子,求荧光屏上出现亮点的坐标.,【解析】(1)由于在磁场中运动时洛伦兹力不做功,所以在区域 和中粒子运动速度大小就是在A点入射时初始速度大小v,根据E0= mv2,可得v1=v2=v= .,(2)粒子在区域中运动了四分之一圆周后,从C点沿y轴负方,向进入区域的磁场.如图乙所示,圆周运动的圆心是O1点,半 径r1=R,由qv1B1=m,乙,得B1= = ,方向垂直xOy平面向外,粒子进入区域后做半径为r2的圆周运动,由qv2B2=m ,可得r2=,圆周运动的圆心O2坐标为(r2,-R),圆周运动轨迹方程为(x-r2)2+(y+R)2=,将N点的坐标(0.4R,-2.2R)代入上式,
37、可得r2=2R,求得:B2= = ,方向垂直xOy平面向里.,(3)如图丙所示,粒子先在区域中做圆周运动,丙,方向垂直xOy平面向里 (3)(3.5R, R),点评 本题是一道典型的带电粒子在磁场中的运动问题,能 力要求较高,旨在考查学生分析、推理、运用数学知识解决物理 问题的能力.解题的关键在于通过对带电粒子分别在不同区域磁 场运动情况的分析,发现带电粒子运动的特征,画出带电粒子运动 的轨迹图,结合数学知识即可求解.,【答案】(1)v1=v2= (2)B1= ,方向垂直xOy平面向外 B2=,四、建立合理的物理模型,模型是实际物体(原型)的近似,它仅突出物体的主要特征,是一种科 学的抽象.建
38、立物理模型,便于进行理论分析和研究.例如:牛顿由于 提出了质点模型,才使得他有可能解决巨大的天体间的引力问题.,理想变压器、光滑平面、不可伸长的细绳、不计质量的轻弹簧、 定值电阻、内阻可忽略的电源以及弹性碰撞等,都是理想模型.可以 这样说,物理学中的规律、结论都是通过对理想化的物理模型进行 分析和研究得出来的.,近年来,随着物理高考试题对能力考查力度的加大,理论联系实际的 试题逐渐成为一种趋势,但考生试卷的得分情况并不理想,其重要原 因之一就是不少同学欠缺将实际问题模型化的能力,对一个实际问,题不会通过物理的思维、方法去将它抽象成一个典型的物理模型 或过程.从某个角度讲,现在的物理高考试题考查
39、的就是学生的建模 能力.,例4 为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列设想:取一个与 水平方向夹角为37、长L=2.0 m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨 道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外 都是光滑的.其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物 块以初速度v0=4.0 m/s,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿 AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数=0. 50.(g取10 m/s2,sin 37=0.60,cos 37=0.80),(1)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧 轨道的半径R1应该满足什么条件
40、?,(2)a.为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则 竖直圆轨道的半径R2应该满足什么条件?,【解析】(1)小物块做平抛运动,经时间 t 到达A处时,令下落的高度 为h,水平分速度vx=v0,竖直分速度为vy,tan 37= = ,h= gt2,物体落在斜面上后,受到斜面的摩擦力,f=N=mgcos 37,设物块进入圆轨道到最高点时有最小速度v1,此时物块受到的重力 恰好提供向心力,令此时半径为R0,mg=m,物块从抛出到圆轨道最高点的过程中,由动能定理有,mg(h+Lsin 37-2R0)-mgcos 37L= m - m,联立上式,解得: R0=0.66 m,若物块从水平轨道
41、DE滑出,则圆弧轨道的半径R10.66 m.,(2)a.为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则物块 上升的高度须小于或等于R0,mg(h+Lsin 37)-mgcos 37L-mgR0=0- m,解得:R0=1.65 m,物块能够滑回倾斜轨道AB,则R21.65 m.,b.物块冲上圆轨道H1=1.65 m高度时速度变为0,然后返回倾斜轨道 h1高处再滑下,然后再次进入圆轨道达到的高度为H2.有,mgH1=mgh1+mgh1,mgH2=mgh1-mgh1,得:H2= H1= H1,之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动,同理:n次上升的 高度Hn=( )n-1H1(n0)为一等
42、比数列,当n=5时,上升的最大高度小于0.01 m,则物块共有8次通过距水平 轨道高为0.01 m的点.,【答案】(1)R10.66 m (2)a.R21.65 m b.8次,及功能原理的应用,解答本题,针对不同的运动形式建立与之相应 的物理模型.本题建立的三个物理模型:质点模型; 平抛运动模 型;竖直平面内的圆周运动模型.,点评 本题以研究过山车为背景.考查圆周运动、动能定理,五、抓住物理过程的“三性”,1.阶段性.将题目涉及的整个过程合理划分为若干个阶段.在审 题过程中,该分则分,宜合则合,并将物理过程的分析与研究对 象及规律的选用加以统筹考虑,以求最佳的解题思路.,2.联系性.找出各个阶
43、段之间是由什么物理量联系起来的,各量 之间的关系如何,在临界点或极值点处有何特殊性质.,3.规律性.明确每个阶段遵循什么规律,可利用哪些物理公式进 行求解.,磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所 示.大量电子(重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地 沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板没有加电压时, 这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加上如图乙所示的 周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场, 最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e). 求:,例5 如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁
44、场组成.偏转电 场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强,(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的 侧向位移大小.,(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离 开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同.,(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为 多少?,【解析】(1)在t=0时刻,电子进入偏转电场,在Ox方向(水平向右为 正)做匀速直线运动.Oy方向(竖直向上为正)在0t0时间内受电场力 作用做匀加速运动,a=,在t02t0时间内做匀速直线运动,速度vy=at0,侧向位移y= a +vyt0,解得y= .,(2
45、)设电子以初速度v0=vx进入偏转电场,在偏转电场中受电场力作 用而加速.不管电子是何时进入偏转电场,在它穿过电场的2t0时间 内,其Oy方向的加速度或者是a= (电压为U0时),或者是0(电压为0,时),v=at,它在Oy方向上速度增加量都为vy=,因此所有电子离开偏转电场时的Oy方向的分速度都相等为vy=,Ox方向的分速度都为v0=vx,所有电子离开偏转电场的偏向角都相 同.,(3)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为 ,电子进入匀强磁 场后做圆周运动垂直打在荧光屏上,如图丙所示,电子在磁场中运动的半径:R=,丙,设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,则电子从偏转电场中 射出时的偏向角为:s
46、in =,电子进入磁场后做圆周运动,其半径R=,由上述四式可得:B= .,抛运动;第三阶段电子进入磁场做圆周运动.这三个阶段互相联系, 第一阶段的末速度就是第二阶段的初速度,第二阶段的末速度又 是圆周运动的初速度.三个阶段特点不同,遵循规律也不相同,在偏 转电场中沿极板方向是匀速直线运动,垂直极板方向是初速度为 零的匀加速运动,进入磁场之后是在洛伦兹力作用下的匀速圆周 运动.,【答案】(1) (2)见解析 (3),点评 本题中电子运动的阶段性十分明显,第一阶段是被加 速过程;第二阶段电子进入偏转电场,在有偏转电压时,电子做类平,六、要谨慎细致,谨防思维定势,经常遇到一些物理题故意多给出已知条件
47、,或表述物理情境时精心 设置一些陷阱,安排一些似是而非的判断,以此形成干扰因素,来考查 学生明辨是非的能力.这些因素的迷惑程度愈大,同学们愈容易在解 题过程中犯错误.在审题过程中,只有有效地排除这些干扰因素,才能 迅速而正确地得出答案.有些题目的物理过程含而不露,需结合已知 条件,应用相关概念和规律进行具体分析.分析前不要急于动笔列方 程,以免用假的过程模型代替了实际的物理过程,防止定势思维的负 迁移.,例6 如图所示,一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮O与 质量为5m的重物相连,另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质 量为m的圆环相连,直杆上有A、B、C三点,且B为A、C的中点,AO与
48、 竖直杆的夹角=53,B点与滑轮O在同一水平高度,滑轮与竖直杆相,距为L,重力加速度为g,设直杆足够长,圆环和重物运动过程中不会与 其他物体相碰.现将圆环由A点静止开始释放(已知sin 53=0.8,cos 53 =0.6),试求:,(1)重物下降到最低点时圆环的速度大小.,(2)圆环能下滑的最大距离.,(3)圆环下滑到C点时的速度大小.,【解析】(1)圆环到B点时,重物下降到最低点,此时重物速度为零,圆环下降高度为hAB= L,重物下降的高度为h= L-L= L,系统机械能守恒mghAB+5mgh= m,圆环的速度为v1=2 .,(2)圆环能下滑最大距离H时,圆环和重物速度均为零,重物上升的
49、高度H= - L,系统机械能守恒mgH=5mgH,得H= L.,(3)圆环到C点时,下落高度hAC= L,重物高度不变,设圆环速度为v2,此时重物速度为v2cos 53,由系统机械能守恒得:,mghAC= m + 5m(v2cos 53)2,v2= .,【答案】(1)2 (2) L (3),点评 两个物体通过绳子和滑轮连接到一起之后,由于绳子 不可伸长,它们的速度总是相等的,受此思维定势影响,在本题中也 认为圆环的速度与重物的速度总是相等,这就错了.本题中圆环虽 然和重物通过绳子连接在了一起,由于圆环不是自由的,它还会受 到竖直杆的影响,所以,重物和圆环速度并不总是相等的.因此注意 克服思维定势的影响是很有必要的.,七、要充分利用图象的功能,图象法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理 图象,运用图象直观、形象、简明的特点来分析解决物理问题的科 学思维方法.应用图象法解题时首先要明白横轴和纵轴所代表的物 理量,明确要描述的是哪两个物理量之间的关系; 其次,要透彻理解 图象上的截距、斜率、图线所围的面积、两图线的交点等表示的 物理意义.图象问题是近年来出现频率较高的一类题型,在选择题、 实验题中有,在计算题中也会出现,因为图象类问题能很好地考查理 解、推理、信息提取、空间想象等各种能力.备受高考命题者的青 睐,所以要引起足够的重视.,
