高考物理一輪復(fù)習 解題能力講座四 高考常用的思維方法系列三隨堂課件.ppt

1、解題能力講座(四)高考常用的思維方法系列三,思維方法八臨界思維法 1方法概述 臨界狀態(tài)是指物體從一種運動狀態(tài)(或物理現(xiàn)象)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運動狀態(tài)(或物理現(xiàn)象)的轉(zhuǎn)折狀態(tài)，它既具有前一種運動狀態(tài)(或物理現(xiàn)象)的特點，又具有后一種運動狀態(tài)(或物理現(xiàn)象)的特點，起著承前啟后的轉(zhuǎn)折作用。臨界狀態(tài)是物理問題中常遇到的一種情況，以臨界狀態(tài)的規(guī)律為突破口來解決問題的方法稱為臨界思維法,3)解決臨界問題，一般有兩種基本方法： 以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解； 直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求出研究問題的規(guī)律和解,典例1】如圖1所示，在xOy平面

2、內(nèi)第二象限的某區(qū)域存在一個矩形勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直xOy平面向里，邊界分別平行于x軸和y軸。一個電荷量為e、質(zhì)量為m的電子，從坐標原點O以速度v0射入第二象限，速度方向與y軸正方向成45角，經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后，通過P(0，a)點，速度方向垂直于y軸，不計電子的重力,圖1,1)若磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0，求電子在磁場中運動的時間t； (2)為使電子完成上述運動，求磁感應(yīng)強度B的大小應(yīng)滿足的條件； (3)若電子到達y軸上P點時，撤去矩形勻強磁場，同時在y軸右側(cè)加方向垂直xOy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B1，在y軸左側(cè)加方向垂直xOy平面向里的勻強磁場，電子在第(k1)次從左向右經(jīng)過y軸

3、(經(jīng)過P點為第1次)時恰好通過坐標原點。求y軸左側(cè)磁場磁感應(yīng)強度大小B2及上述過程電子的運動時間t,甲,本題第(2)問中在電子的速度一定的條件下，半徑由磁感應(yīng)強度大小決定，最大半徑對應(yīng)最小的磁感應(yīng)強度。作出最大的弦是解決本問的關(guān)鍵，分別將兩速度方向延長或反向延長，可得圓弧的兩公切線，以兩公切線為腰的等腰三角形的底邊為弦，找出最大的弦即可求出最大半徑,即學即練】 1(2013福建卷)如圖2所示，一不可伸 長的輕繩上端懸掛于O點，下端系一 質(zhì)量m1.0 kg 的小球?，F(xiàn)將小球拉到 A點(保持繩繃直)由靜止釋放，當它經(jīng) 過B點時繩恰好被拉斷，小球平拋后落 在水平地面上的C點。地面上的D點與 OB在同

4、一豎直線上，已知繩長L1.0 m，B點離地高度H1.0 m，A、B兩點的高度差h0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，不計空氣影響，求,圖2,思維方法九模型思維法 1方法概述 物理模型是一種理想化的物理形態(tài)，是物理知識的一種直觀表現(xiàn)。模型思維法是利用類比、抽象、簡化、理想化等手段，突出物理過程的主要因素，忽略次要因素，把研究對象的本質(zhì)特征抽象出來，從而進行分析和推理的一種思維方法,2方法應(yīng)用 (1)運用物理模型解題的基本程序 通過審題，提取有用信息。如物理現(xiàn)象、物理事實、物理情境、物理狀態(tài)和物理過程等。 弄清題給信息的諸因素中什么是主要因素。 再尋找與已有信息(某種知識、方法、模型)的聯(lián)系

5、，通過類比聯(lián)想或抽象概括或邏輯推理，建立起新的物理模型，將新情境問題轉(zhuǎn)化為常規(guī)問題,2)在平時的物理學習中，要注意分析總結(jié)各種物理模型，熟知一些常規(guī)模型的受力特點、應(yīng)用規(guī)律、使用范圍，對相似、相近的物理情境進行聯(lián)想，從而形成需解決問題與已解決問題的內(nèi)在聯(lián)系，實現(xiàn)已知物理模型向新的物理模型的有效遷移,典例2】(多選)在水平界面MN的下方存在勻強電場，絕緣光滑桿AB與水平面成45角，帶電小球從桿上A點由靜止滑下，進入電場后恰好做勻速運動，并從B端離開桿AB，之后又經(jīng)過B點正下方距B為h的C點。設(shè)小球在桿上滑動時電荷量不變。那么 () 圖3,讀題 提取信息 類比建模 (1)建模一,2)建模二,解析小

6、球進入電場后在桿上做勻速運動，合力為零；過B點脫離桿后又能經(jīng)過B點正下方的C點，B點速度與BC成45角沿AB向下，表明小球運動軌跡為曲線，合力與ABC同平面指向BC右側(cè)，設(shè)為F，則當小球在桿上運動時，桿的彈力與F等大反向，所以F垂直于桿斜向右下方且為恒力，即F的方向與小球離開桿時的速度方向垂直，因此小球脫離桿后做類平拋運動，運動軌跡為拋物線，B對；重力與電場力的合力沿垂直于桿的方向，所以電場力方向不確定如圖甲所示，即場強方向不確定，A錯,即學即練】 2軋鋼是鋼材處理的重要環(huán)節(jié)。軋鋼過程中，軋鋼機利用一組軋輥滾動時產(chǎn)生的壓力來軋碾鋼材，使軋件在轉(zhuǎn)動的軋輥間產(chǎn)生塑性變形，軋出所需斷面形狀和尺寸的鋼

7、材。軋鋼機軋輥截面示意圖如圖4所示。現(xiàn)需要用已知半徑為0.5 m的軋輥在長鐵板上表面壓軋一道很淺的槽，已知鐵板的長為7.5 m、質(zhì)量為15 kg，軋輥與鐵板、鐵板與工作臺面間的動摩擦因數(shù)分別為0.4和0.15。鐵板從一端放入工作臺的軋輥下，工作時軋輥對鐵板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力為150 N，在軋輥的摩擦力作用下鐵板由靜止向前運動并被壓軋出一淺槽。已知軋輥轉(zhuǎn)動的角速度恒為6 rad/s，g取10 m/s2,圖4 (1)通過分析計算，說明鐵板將如何運動？ (2)加工一塊鐵板需要多少時間？ (3)為能用最短時間加工出鐵板，軋輥轉(zhuǎn)動的角速度至少要調(diào)到多大,思維方法十極限思維法 1方法概述 極限思維法

8、是把某個物理量推向極端，即極大和極小的位置，并以此作出科學的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。極限思維方法是一種比較直觀、簡捷的科學方法，在物理學的研究中常用它來解決某些不能直接驗證的實驗和規(guī)律。 2方法應(yīng)用 (1)物理過程向左或向右變化，可外推至最左或最右。 (2)變化方向為遠離或靠近，可外推至無限遠或無限近。 (3)物理量增大或減小，可外推至極大或極小,典例3】(多選)如圖5所示，水平傳送帶向右運動，速度為v，在傳送帶右端的光滑水平面上，有一質(zhì)量為M的木板處于靜止狀態(tài)，木板的上表面與傳送帶等高。現(xiàn)把一質(zhì)量為m的滑塊輕輕放在傳送帶的左端，忽略滑塊的初速度大小，滑塊在傳送帶上一直加速，離開

9、傳送帶后水平滑上木板(不考慮在傳送帶與木板相接處滑塊速度的變化)，滑塊從木板左端滑到木板右端時，所用時間為t，且二者速度恰好相等，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，則下列判斷正確的是 (,圖5,A若v增大，則滑塊一定能滑到木板右端，且t減小 B若M增大，則滑塊一定能滑到木板右端，且t減小 C若減小，則滑塊一定能滑到木板右端 D若m增大，則滑塊一定能滑到木板右端,解析滑塊在傳送帶上一直加速運動，當v增大時，滑塊到達傳送帶右端的速度不變，則滑塊仍滑到木板右端，且時間t不變化，A錯；分析選項B、C、D是否正確，用極限思維法分析如下：若M增大，設(shè)M為無限大，則木板的加速度為零，即木板不運動，而滑塊在木板上受

10、到的摩擦力不變，則滑塊一定能滑到木板右端，且時間t減小，B正確；若減小，令0，木板不運動，則滑塊仍能滑到木板右端，C正確；m增大，滑塊在木板上滑動的加速度不變，而木板受到的摩擦力增大，當m無限大時，木板會獲得很大的加速度，相同時間內(nèi)速度的變化量增大，則滑塊一定不會滑到木板右端，D錯。 答案BC,典例3中沒有給出物理量的具體數(shù)值，要求判斷某些量變化和滑塊的運動情況，可以假設(shè)將M、m推向極端，假設(shè)其增大到無窮大或減小到無窮小，然后進行判斷，這樣解題會更簡便,思維方法十一對稱思維法 1方法概述 對稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中，應(yīng)用這種對稱性不僅能幫助我們認識和探索物質(zhì)世界的某些基本規(guī)律，

11、而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題，這種思維方法在物理學中稱為對稱分析法。利用對稱分析法分析解決物理問題，可以避免復(fù)雜的數(shù)學演算和推導(dǎo)，從而直接抓住問題的實質(zhì)，出奇制勝，快速簡便地求解問題,2方法應(yīng)用 (1)場的分布對稱：對稱電場(點電荷、等量異種、同種電荷)的電勢、場強的大小相等；對稱磁場的強度大小相等。 (2)運動過程對稱：它們的運動過程中時間、位移、運動規(guī)律相同,典例4】(時間、空間、運動規(guī)律的對稱) (2013山東高考)如圖7所示，在坐標系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E。一帶電荷量為q

12、、質(zhì)量為m的粒子，自y軸上的P點沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點進入第一象限，隨即撤去電場，以后僅保留磁場。已知OPd，OQ2d。不計粒子重力,圖7,1)求粒子過Q點時速度的大小和方向； (2)若磁感應(yīng)強度的大小為一確定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進入第二象限，求B0； (3)若磁感應(yīng)強度的大小為另一確定值，經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點，且速度與第一次過Q點時相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間,1)解題關(guān)鍵：仔細讀題，正確分析出粒子在四個象限中的運動類型是解決本題的關(guān)鍵。 (2)解題思路：粒子在四個象限中的運動形式為類平拋運動、勻速圓周運動、勻速直線運動和勻速圓周運動。 根據(jù)平拋運動規(guī)律可求出粒子經(jīng)過Q點的速度大小和方向。 根據(jù)速度方向確定粒子做勻速圓周運動的圓心和半徑。 應(yīng)用對稱性規(guī)律和周期性規(guī)律求解粒子運動的時間,3) 設(shè)粒子做圓周運動的半徑為R2，由幾何分析粒子運動的軌跡如圖所示，O2、O2是粒子做圓周運動的圓心，Q、F、G、H是軌跡與兩坐標軸的交點，連接O2、O2，由幾何關(guān)系知，O2FGO2和O2QHO2均為矩形，進而知FQ、GH均為直徑，QFGH也是矩形，又FHGQ，可知QFGH是正方形，QOF為等腰直角三角形?？芍?，粒子在第一、第三象限的軌跡為半圓，得,利用對稱法解題的思路 (1)