高中物理備考與解題策略

1、高中物理備考與解題策略洪奇標專題一、構建物理模型等效類比解題隨著高考改革的深入,新高考更加突出對考生應用能力及創(chuàng)新能力的考查,大量實踐應用型、信息給予型、估算型命題頻繁出現于卷面,由此,如何于實際情景中構建物理模型借助物理規(guī)律解決實際問題則成了一個重要環(huán)節(jié)。1.案例探究例1:如圖1所示,在光滑的水平面上靜止著兩小車A 和B ,在A 車上固定著強磁鐵,總質量為5 kg ,B 車上固定著一個閉合的螺線管.B 車的總質量為10 kg .現給B 車一個水平向左的100 N ·s 瞬間沖量,若兩車在運動過程中不發(fā)生直接碰撞,則相互作用過程中產生的熱能是多少? 命題意圖:以動量守恒定律、能的轉化

2、守恒定律、楞次定律等知識點為依托,考查分析、推理能力,等效類比模型轉換的知識遷移能力.錯解分析:通過類比等效的思維方法將該碰撞等效為子彈擊木塊(未穿出的物理模型,是切入的關鍵,也是考生思路受阻的障礙點.解題方法與技巧:由于感應電流產生的磁場總是阻礙導體和磁場間相對運動,A 、B 兩車之間就產生排斥力,以A 、B 兩車為研究對象,它們所受合外力為零.動量守恒,當A 、B 車速度相等時,兩車相互作用結束,據以上分析可得:I =m B v B =(m A +m B v ,v B =B m I =10100 m/s=10 m/s, v =(100B A m m =6.7 m/s 從B 車運動到兩車相對

3、靜止過程,系統(tǒng)減少的機械能轉化成電能,電能通過電阻發(fā)熱,轉化為焦耳熱.根據能量轉化與守恒:圖1Q =21m B v 2-21 (m A +m B v2 =21×10×102-21×15×(151002 J=166.7 J 2.解題策略與思路理想化模型就是為便于對實際物理問題進行研究而建立的高度抽象的理想客體.高考命題以能力立意,而能力立意又常以問題立意為切入點,千變萬化的物理命題都是根據一定的物理模型,結合某些物理關系,給出一定的條件,提出需要求的物理量的.而我們解題的過程,就是將題目隱含的物理模型還原,求結果的過程.運用物理模型解題的基本程序:(1通過

4、審題,攝取題目信息.如:物理現象、物理事實、物理情景、物理狀態(tài)、物理過程等.(2弄清題給信息的諸因素中什么是起主要因素.(3在尋找與已有信息(某種知識、方法、模型的相似、相近或聯(lián)系,通過類比聯(lián)想或抽象概括,或邏輯推理,或原型啟發(fā),建立起新的物理模型,將新情景問題“難題”轉化為常規(guī)命題.(4選擇相關的物理規(guī)律求解.專題二、實際應用型命題求解策略1.案例探究例2:偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運行,它的運行軌道距地面高度為h ,要使衛(wèi)星在一天的時間內將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來,衛(wèi)星在通過赤道上空時,衛(wèi)星上的攝像機至少應拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少?設地球的半徑為R ,地

5、面處的重力加速度為g ,地球自轉的周期為T .命題意圖:考查考生綜合分析能力、空間想象能力及實際應用能力.錯解分析:考生沒能對整個物理情景深入分析,不能從極地衛(wèi)星繞地球運行與地球自轉的關聯(lián)關系中找出=2TT 1,從而使解題受阻. 解題方法與技巧:將極地偵察衛(wèi)星看作質點(模型,其運動看作勻速圓周運動(模型,設其周期為T 1, 則有:2r GMm =m 2124T r 地面處重力加速度為g ,有20R GMm =m 0g 由得到衛(wèi)星的周期:T 1=R 2gr 3 其中:r =h+R 地球自轉周期為T ,則衛(wèi)星繞行一周的過程中,地球自轉轉過的角度為:=2TT 1 衛(wèi)星每經赤道上空時,攝像機應至少拍攝

6、赤道圓周的弧長為s =R =2T T 1R =T24gR h 3(+ 2.高考走勢 實際應用型命題不僅能考查考生分析問題和解決實際問題的能力,而且能檢驗考生的潛能和素質,有較好的區(qū)分度, 有利于選拔人才.近幾年高考題加大了對理論聯(lián)系實際的考查,突出“學以致用”,充分體現了由知識立意向能力立意轉變的高考命題方向.3.解題策略與思路解決實際應用型題目的過程,實質是對復雜的實際問題的本質因素(如運動的實際物體,問題的條件,物體的運動過程等加以抽象、概括,通過純化簡化,構建相關物理模型,依相應物理規(guī)律求解并還原為實際問題終結答案的過程.其解題思路為:首先,攝取背景信息,構建物理模型.實際題目中,錯綜的

7、信息材料包含著復雜的物理因素,要求考生在獲取信息的感性認識基礎上,對題目信息加工提煉,通過抽象、概括、類比聯(lián)想、啟發(fā)遷移等創(chuàng)造性的思維活動,構建出相關的模型(如對象模型、條件模型和過程模型等.其次,要弄清實際問題所蘊含的物理情景,挖掘實際問題中隱含的物理條件,化解物理過程層次,探明物理過程的中間狀態(tài),理順物理過程中諸因素的相互依存,制約的關系,尋求物理過程所遵循的物理規(guī)律,據規(guī)律得出條件與結果間的關系方程,進而依常規(guī)步驟求解結果.專題三、物理解題中的數學應用1.案例探究例3:一彈性小球自h 0=5 m 高處自由下落,當它與水平地面每碰撞一次后,速度減小到碰前的7/9,不計每次碰撞時間,計算小球

8、從開始下落到停止運動所經過的路程和時間.命題意圖:考查綜合分析、歸納推理能力.錯解分析:考生不能通過對開始的幾個重復的物理過程的分析,歸納出位移和時間變化的通項公式致使無法對數列求和得出答案.解題方法與技巧:(數列法設小球第一次落地時速度為v 0,則:v 0=02gh =10 m/s那么第二,第三,第n +1次落地速度分別為:v 1=97v 0,v 2=(972v 0,v n =(97n v 0 小球開始下落到第一次與地相碰經過的路程為h 0=5 m ,小球第一次與地相碰 到第二次與地相碰經過的路程是:L 1=2×g v 221=2×g 297(2v 02=10×

9、(972 小球第二次與地相碰到第三次與地相碰經過的路程為L 2,L 2=2×gv 222=10×(974由數學歸納法可知,小球第n 次到第n +1次與地相碰經過的路程為L n :L n =10×(972n 故整個過程總路程s 為:s =h +(L 1+L 2+L n =5+10(972+(974+(972n 可以看出括號內的和為無窮等比數列的和.由等比無窮遞減數列公式S n =qa -11得: s =5+10×2297(197(- m =20.3 m 小球從開始下落到第一次與地面相碰經過時間:t 0=002g h =1s 小球第一次與地相碰到第二次與地相

10、碰經過的時間為:t 1=2×gv 1=2×97s 同理可得:t n =2×(97n s t =t 0+t 1+t 2+t n=1+2×(97+(972+(97n s =1+2×97197-s=(1+7s=8s. 2.解題策略與思路(1.高考命題特點高考物理試題的解答離不開數學知識和方法的應用,借助物理知識滲透考查數學能力是高考命題的永恒主題.可以說任何物理試題的求解過程實質上是一個將物理問題轉化為數學問題經過求解再次還原為物理結論的過程.(2.數學知識與方法物理解題運用的數學方法通常包括方程(組法、比例法、數列法、函數法、幾何(圖形輔助法、圖象

11、法、微元法等.<1>.方程法物理習題中,方程組是由描述物理情景中的物理概念,物理基本規(guī)律,各種物理量間數值關系,時間關系,空間關系的各種數學關系方程組成的.列方程組解題的步驟弄清研究對象,理清物理過程和狀態(tài),建立物理模型.按照物理情境中物理現象發(fā)生的先后順序,建立物理概念方程,形成方程組骨架. 據具體題目的要求以及各種條件,分析各物理概念方程之間、物理量之間的關系,建立條件方程,使方程組成完整的整體.對方程求解,并據物理意義對結果作出表述或檢驗.<2>.比例法比例計算法可以避開與解題無關的量,直接列出已知和未知的比例式進行計算,使解題過程大為簡化.應用比例法解物理題,要

12、討論物理公式中變量之間的比例關系,清楚公式的物理意義,每個量在公式中的作用,所要討論的比例關系是否成立.同時要注意以下幾點:比例條件是否滿足:物理過程中的變量往往有多個.討論某兩個量比例關系時要注意只有其他量為常量時才能成比例.比例是否符合物理意義:不能僅從數學關系來看物理公式中各量的比例關系,要注意每個物理量的意義(例:不能據R =IU 認定為電阻與電壓成正比. 比例是否存在:討論某公式中兩個量的比例關系時,要注意其他量是否能認為是不變量,如果該條件不成立,比例也不能成立.(例在串聯(lián)電路中,不能認為P =R U 2中,P 與R 成反比,因為R 變化的同時,U 隨之變化而并非常量<3&g

13、t;.數列法凡涉及數列求解的物理問題具有多過程、重復性的共同特點,但每一個重復過程均不是原來的完全重復,是一種變化了的重復,隨著物理過程的重復,某些物理量逐步發(fā)生著“前后有聯(lián)系的變化”.該類問題求解的基本思路為:逐個分析開始的幾個物理過程。利用歸納法從中找出物理量的變化通項公式(是解題的關鍵,最后分析整個物理過程,應用數列特點和規(guī)律解決物理問題。無窮數列的求和,一般是無窮遞減等比數列,有相應的公式可用。<4>.圓的知識應用與圓有關的幾何知識在物理解題中力學部分和電學部分均有應用,尤其帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動應用最多,其難點往往在圓心與半徑的確定上,其方法有以下幾種:依切線的性

14、質定理確定:從已給的圓弧上找兩條不平行的切線和對應的切點,過切點做切線的垂線,兩條垂線的交點為圓心,圓心與切點的連線為半徑.依垂徑定理(垂直于弦的直徑平分該弦,并平分弦所對的弧和相交弦定理(如果弦與直徑垂直相交,那么弦的一半是它分直徑所成的兩條線段的比例中項來確定半徑:如圖2.由B E 2 =C E ×ED =CE ×(2R -C E 得R =CEEB 22+2CE 也可用勾股定理得到:O B 2=(O C -C E 2+E B 2,R 2=(R -C E 2+E B 2此兩種求半徑的方法,常用于帶電粒子在勻強磁場中運動的習題中.專題四、物理多解問題分析策略 多解問題是高考

15、卷面常見的題型之一,部分考生往往對試題中題設條件的可能性、物理過程的多樣性及物體運動的周期性等因素分析不全,認識不透,往往出現漏解的失誤.多解問題的求解是高考的難點之一.1.案例探究例4:一列正弦橫波在x 軸上傳播,a 、b 是x 軸上相距s ab =6m 的兩質點,t =0,b 點正好振動到最高點而a 點恰好經過平衡位置向上運動,已知這列波的頻率為25 Hz .(1設a 、b 在x 軸上的距離小于一個波長,試求出該波的波速.(2設a 、b 在x 軸上的距離大于一個波長,試求出該波的波速,若波速為40 m/s 時,求波的傳播方向.命題意圖:考查理解能力、推理及分析綜合能力,尤其空間想象能力.錯

16、解分析:思維發(fā)散能力差,無法依據波的空間周期性與時間周期性,結合波動方向與質點振動方向間的關系,尋找所有可能解,而出現漏解情況.2.解題方法與思路:(1 若波向右傳播,a 和b 兩質點應于如圖3所示的a 1和b 1的兩位置.s ab =43圖21=6m .1=8m 向右傳播的波速v 1=1f =200 m/s 若波向左傳播,a 和b兩質點應分別位于圖中a 2和b 1兩位置.s ab =412=6 m ,2=24 m ,向左傳播的波速v 2=2F =600 m/s .(2因a ,b 在x 軸上的距離大于一個波長,若波向右傳播,a 質點若位于圖中a 1的位置,則b 質點可位于b 1,b 2,等位置

17、,此時,s ab =43右+n 右=6 m(n =1,2,3,右=3424+n m ,向右傳播的波速v 右=右f =34600+n m/s .(n =1,2,3 若波向左傳播,a 質點若位于圖中的a 2的位置,則b 質點可位于b 1,b 2,等位置,此時,s ab =41左+n 左=6 m 左=1424+n m .向左傳播的波速v 左=左f =14600+n m/s(n =1,2,3,當波速為40 m/s 時,該波向左傳播,應有:14600+n =40,n =414,無整數解,故不可能向左.設波向右傳播,有:34600+n =40,n =3,故可以判定當波速為40 m/s 時,波傳播的方向是由

18、左向右.1.高考走勢某一物理問題通過不同的思路、方法求得符合題設條件的同一結論;或某一物理問題通過同一思路、方法求得符合題設條件的多個不同答案,統(tǒng)稱物理問題的多解.預計今后高考試卷仍將有該類命題呈現.2.審題指要物理多解問題,主要考查考生審題解題的思維的發(fā)散能力,具體表現為對題設條件、情景、設問、結論及研究對象特性、物理過程、物體運動形式等各自隱含的可能性進行推測判斷的能力.多解問題的求解關鍵在于審題的細致深入及多解存在的預測.審題過程中應注意以下幾點:(1.仔細推敲題設條件,判斷多解的可能性.一般來說,對于題設條件不明確(模糊因素較多,需要討論可能性的題目(俗稱討論題,往往會出現多解(一般為

19、不定解.要求考生對題目條件全面細致地推敲,列舉分析條件的多圖3種可能,選取相關的規(guī)律,求解各種不同的答案.如:彈性碰撞問題中物體質量交待不明、追及問題中力和運動方向交待不明、波的傳播問題中傳播方向交待不清、透鏡成像問題中透鏡性質、成像虛實不明、帶電粒子在場中運動問題電荷性質不明等都可形成題目的多解,應引起重視.(2.深入分析題目背景下的研究對象、運動形式及物理過程的特點,判斷多解的可能性.有些問題中的研究對象具有自身特性,也可使問題出現多解.如:電阻的串聯(lián)或并聯(lián),電池的串聯(lián)或并聯(lián),彈簧的伸與縮,帶電的正與負等,都可使問題出現多解.有些物理問題中,研究對象的運動具有周期性特點,可造成問題的多解.

20、如:圓周運動問題,彈簧振子的振動問題,波的傳播問題,單擺的擺動問題等都需全面分析出現多解的可能性,以免漏解.(3.巧妙透析設問隱語,判斷多解的可能性.有些題目的設問本身就隱含著多解的可能.例題設問中常含有“至多”“至少”“求的范圍”“滿足的條件”等隱語,則該題目有產生多解的可能.要求考生務必深入分析物理過程,推理尋找臨界條件或臨界狀態(tài),選取相應規(guī)律求得該類題目的多解(一般為范圍解.專題五、物理動態(tài)問題分析描述物理現象的各物理量之間常存在著相互依賴、相互制約的關系,當其中某個物理量變化時,其他物理量也將按照物理規(guī)律發(fā)生變化,許多命題以此設計情景要求對這種變化進行分析、討論,即物理動態(tài)問題.該類問

21、題集中考查考生慎密的邏輯推理能力和綜合分析能力,是歷屆高考的熱點問題和難點問題. 1.案例探究例5:如圖4所示,在電場強度E =5 N/C 的勻強電場和磁感應強度B =2 T 的勻強磁場中,沿平行于電場、垂直于磁場方向放一長絕緣桿,桿上套一個質量為m =10-4 k g ,帶電量q =2×10-4 C 的小球,小球與桿間的動摩擦因數=0.2,小球從靜止開始沿桿運動的加速度和速度各怎樣變化?命題意圖:考查綜合分析及推理能力,B 級要求.錯解分析:考生往往不能沿各物理量先后的變化順序理順各量制約關系,或者找不到物理過程中的突變點(即臨界狀態(tài)無法將過程分段逐段分析推理,列出方程.解題方法與

22、技巧:帶電小球在豎直方向上受力平衡,開始沿水平方向運動的瞬間加速度:圖4a 1=mmg qE (-=8 m/s 2 小球開始運動后加速度:a 2=qE -(mg -qvB /m ,由于小球做加速運動,洛倫茲力F 磁增大,摩擦力F f 逐漸減小,當mg =F 磁時,F f =0,加速度最大,其最大值為:a 3=mqE =10 m/s 2. 隨著速度v 的增大,F 磁>mg ,桿對球的彈力N 改變方向,又有摩擦力作用,其加速度:a 4=qE -(qvB -mg /m .可見F f 隨v 的增大而增大,a 4逐漸減小.當F f =F 電時,加速度a 5=0,此時速度最大,此后做勻速運動.由qE

23、 =(qvB -mg 解得v =15 m/s .結論:小球沿桿運動的加速度由8 m/s 2逐漸增大到10 m/s 2,接著又逐漸減小到零,最后以15 m/s 的速度做勻速運動.2.解題策略與思路物理動態(tài)命題能夠突出考查考生綜合分析、嚴密推理、靈活運用所學知識解決實際問題的綜合能力,充分暴露考生思維的深刻性、全面性等品質,是高考突出能力考查的命題設計方向之一.突破該類命題的關鍵在于首先區(qū)分出變量和不變量,挖掘變量間的相互依賴相互制約關系;其次通過統(tǒng)籌分析,依據物理規(guī)律判斷預測變量的變化趨勢,進而找出解題思路.一般來講,(1對于靜力學動態(tài)問題(例1,宜采用“矢量圖解法”,將某一力據其作用效果分解,

24、構建示意圖,將各力之間的依賴、制約關系直觀形象地體現出來,達到簡潔迅速的判斷目的.(2對于直流電路動態(tài)問題(例2,宜采用“結構分析法”,沿“局部整體局部”的思維路徑,先分析局部電阻變化,根據全電路歐姆定律判斷整體總電流及路端電壓的變化,再根據串并聯(lián)電路特點推理判定某局部電壓、電流的變化情況,進而得出結論.(3對于動力學類動態(tài)問題(例3及成像類動態(tài)問題宜采用“逐段分析法”及“臨界分析法”.其基本思路為:深入分析物理過程;挖掘物理過程中的臨界狀態(tài)及臨界條件,將過程分為不同階段;明確不同階段的變化量與不變量;結合物理規(guī)律依物理量的變化先后進行邏輯推理或計算,得出結論.專題六、數形結合思想與圖象法解題

25、數形結合是一種重要的數學思想方法,在物理解題中有著廣泛的應用,圖象法解題便是一例.在高考命題中屢次滲透考查.1.案例探究例6:用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內電阻,伏安圖象如圖5所示,根據圖線回答: (1干電池的電動勢和內電阻各多大?(2圖線上a 點對應的外電路電阻是多大?電源此時內部熱耗功率是多少?(3圖線上a 、b 兩點對應的外電路電阻之比是多大?對應的輸出功率之比是多大?(4在此實驗中,電源最大輸出功率是多大?命題意圖:考查考生認識、理解并運用物理圖象的能力.B 級要求.錯解分析:考生對該圖象物理意義理解不深刻.無法據特殊點、斜率等找出E 、r 、R ,無法結合直流電路的相關知識求解.解

26、題方法與技巧:利用題目給予圖象回答問題,首先應識圖(從對應值、斜率、截面、面積、橫縱坐標代表的物理量等,理解圖象的物理意義及描述的物理過程:由U -I 圖象知E =1.5 V ,斜率表內阻,外阻為圖線上某點縱坐標與橫坐標比值;當電源內外電阻相等時,電源輸出功率最大.(1開路時(I =0的路端電壓即電源電動勢,因此E =1.5 V ,內電阻r =短也可由圖線斜率的絕對值即內阻,有r =5.20.1 =0.4 此時電源內部的熱耗功率P r =I a 2r =2.52×0.2=1.25 W ,也可以由面積差求得P r =I a E -I a U a =2.5×(1.5-1.0 W

27、=1.25 W4 輸出功率之比:b5.7 W=2.81 W 當然直接用P 出m =E 2/4r 計算或由對稱性找乘積IU (對應于圖線上的面積的最大值,也可以求出此值.圖52.解題策略與思路數形結合是一種重要的數學方法,其應用大致可分為兩種情況:或借助于數的精確性來闡明形的某些屬性,或借助于形的幾何直觀性來闡明數之間某種關系.圖象法解題便是一例。由于圖象在中學物理中有著廣泛應用:(1能形象地表述物理規(guī)律;(2能直觀地描述物理過程;(3鮮明地表示物理量之間的相互關系及變化趨勢.所以有關以圖象及其運用為背景的命題,成為歷屆高考考查的熱點,它要求考生能做到三會:(1會識圖:認識圖象,理解圖象的物理意

28、義;(2會做圖:依據物理現象、物理過程、物理規(guī)律作出圖象,且能對圖象變形或轉換;(3會用圖:能用圖象分析實驗,用圖象描述復雜的物理過程,用圖象法來解決物理問題.通常我們遇到的圖象問題可以分為圖象的選擇、描繪、變換、分析和計算,以及運用圖象法求解物理問題幾大類:(1求解物理圖象的選擇(可稱之為“選圖題”類問題可用"排除法".即排除與題目要求相違背的圖象,留下正確圖象;也可用"對照法",即按照題目要求畫出正確草圖,再與選項對照解決此類問題的關鍵就是把握圖象特點、分析相關物理量的函數關系或物理過程的變化規(guī)律.(2求解物理圖象的描繪(可稱之為“作圖題”問題的方法

29、是,首先和解常規(guī)題一樣,仔細分析物理現象,弄清物理過程,求解有關物理量或分析其與相關物理量間的變化關系,然后正確無誤地作出圖象.在描繪圖象時,要注意物理量的單位,坐標軸標度的適當選擇及函數圖象的特征等.(3處理有關圖象的變換問題,首先要識圖,即讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程,然后再根據所求圖象與已知圖象的聯(lián)系,進行圖象間的變換.(4在定性分析物理圖象時,要明確圖象中的橫軸與縱軸所代表的物理量,要區(qū)分圖象中相關物理量的正負值物理意義,要注意分析各段不同函數形式的圖線所表征的物理過程.要弄清圖象物理意義,借助有關的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷,而對物理圖象定量計算時,要搞清圖象所揭

30、示的物理規(guī)律或物理量間的函數關系,要善于挖掘圖象中的隱含條件.明確有關圖線所包圍的面積、圖象在某位置的斜率(或其絕對值、圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義.根據圖象所描繪的物理過程,運用相應的物理規(guī)律計算求解.(5在利用圖象法求解物理問題(可稱之為“用圖題”時,要根據題意把抽象的物理過程用圖線表示出來,將物理間的代數關系轉化為幾何關系、運用圖象直觀、簡明的特點,分析解決物理問題.專題七、對稱思想在物理解題中的應用對稱方法是速解高考命題的一種有效手段,是考生掌握的難點.1.案例探究例7:(鏡物對稱如圖6所示,設有兩面垂直于地面的光滑墻A 和B ,兩墻水平距離為1.0 m ,從距地面高19.

31、6 m 處的一點C 以初速度為5.0 m/s ,沿水 平方向投出一小球,設球與墻的碰撞為彈性碰撞,求小球落地點距墻A 的水平距離.球落地前與墻壁碰撞了幾次?(忽略空氣阻力命題意圖:考查考生綜合分析、推理歸納的能力.B 級要求. 錯解分析:部分陷于逐段分析求解的泥潭,而不能依對稱性將整個過程等效為一個平拋的過程,依水平位移切入求解.解題方法與技巧:如圖7所示,設小球與墻壁碰撞前的速度為v ,因 為是彈性碰撞,所以在水平方向上的原速率彈回,即v =v ;又墻壁光滑,所以在豎直方向上速率不變,即v =v ,從而小球與墻壁碰撞前后的速度v 和v 關于墻壁對稱,碰撞后的軌跡與無墻壁時小球繼續(xù)前進的軌跡關

32、于墻壁對稱,以后的碰撞亦然,因此,可將墻壁比作平面鏡,把小球的運動轉換為統(tǒng)一的平拋運動處理,由h =21gt 2和n =d t v 0可得碰撞次數n =d v 0g h 2 =15×8.96.192 次=10次.由于n 剛好為偶數,故小球最后在A 墻腳,即落地點距離A 的水平距離為零.2解題策略與思路<1>.高考命題特點對稱法作為一種具體的解題方法,雖然高考命題沒有單獨正面考查,但是在每年的高考命題中都有所滲透和體現,從側面體現考生的直觀思維能力和客觀的猜想推理能力.既有利于高校選拔能力強素質高的優(yōu)秀人才,又有利于中學教學對學生的學科素質和美學素質的培養(yǎng).作為一種重要的物

33、理思想和方法,相信在今后的高考命題中必將有所體現.<2>.利用對稱法解題的思路(1.領會物理情景,選取研究對象.在仔細審題的基礎上,通過題目的條件、背景、設問,深刻剖析物理現象及過程,建立清晰的物理情景,選取恰當的研究對象如運動的物體、運動的某一過程或某一狀態(tài).圖6圖7(2.透析研究對象的屬性、運動特點及規(guī)律.(3.尋找研究對象的對稱性特點.在已有經驗的基礎上通過直覺思維,或借助對稱原理的啟發(fā)進行聯(lián)想類比,來分析挖掘研究對象在某些屬性上的對稱性特點.這是解題的關鍵環(huán)節(jié).(4.利用對稱性特點,依物理規(guī)律,對題目求解.專題八、利用物理狀態(tài)及物理過程的分析求解成功的高考命題具有立意高、情

34、境新、設問巧的特點.盡管"立意"是考題的靈魂,但是復雜新穎的情境設置同樣是命題者苦心經營的重要環(huán)節(jié),考生能否從復雜的物理情景中,對物理狀態(tài)和過程作出清晰明了的認識和分析是重點的問題也是一個難點問題.1.案例探究例8:如圖8所示,一根長為l 的輕繩,一端固定在O 點,另一端拴一個質量為m 的小球.用外力把小球提到圖示位置,使繩伸直,并在過O 點的水平面上方,與水平面成30°角.從靜止釋放小球,求小球通過O 點正下方時繩的拉力大小. 命題意圖:考查考生對物理過程和狀態(tài)的分析能力及綜合能力.錯解分析:考生缺乏層層深入的分析能力,忽視了懸繩從伸直到對小球有拉力為止的短暫過

35、程中,機械能的損失,直接對小球從初位置到末位置列機械能守恒的方程求最低點速度,導致錯誤.解題方法與技巧:選小球為研究對象,其運動過程可分為三個階段如圖8-1所示:(1從A 到B 的自由落體運動.據機械能守恒定律得:mgl =21mv B 2 (2在B 位置有短暫的繩子對小球做功的過程,小球的速度由豎直向下的v B 變?yōu)榍邢虻膙 B ,動能減小.則有:v B =v B cos30° (3小球由B 點到C 點的曲線運動,機械能守恒 則有:21mv B 2+mgl (1-cos60°= 21mv C 2 在C 點由牛頓第二定律得T -mg =m l v C 2 圖8-1圖8聯(lián)立解

36、得 T =2一個物理問題的求解,很重要的環(huán)節(jié)即是對題目中包含物理過程和物理狀態(tài)的分析,只有對物理過程的本質作深刻的透析,才能發(fā)現其遵循的規(guī)律,才能選擇相應的物理公式、規(guī)律去求解某狀態(tài)下的未知狀態(tài)參量或某過程中未知過程量,達到對問題的求解目的.一般說,一個具體的物理問題可能是只討論某一確定狀態(tài)下各參量間關系;有些復雜問題往往包含幾個或多個連續(xù)復雜的過程,這就要求考生樹立善于將復雜過程隔離分為若干個不同階段來處理的意識,對每個階段初末狀態(tài)及每個過程遵循的不同物理規(guī)律作深入的分析,同時要注意兩相鄰階段中間狀態(tài),或某過程中臨界狀態(tài)的分析.所有這些如果都分析清楚了,一般說來問題的解決思路也就明確了.專題

37、九、守恒思想在物理解題中的應用在物理變化的過程中,常存在著某些不變的關系或不變的量,在討論一個物理變化過程時,對其中的各個量或量的變化關系進行分析,尋找到整個過程中或過程發(fā)生前后存在著的不變關系或不變的量,則成為研究這一變化的過程的中心和關鍵.這就是物理學中最常用到的一種思維方法守恒法.1.案例探究例9:如圖9所示,金屬桿a 在離地h 高處從靜止 開始沿弧形軌道下滑,導軌平行的水平部分有豎直向上的勻強磁場B ,水平部分導軌上原來放有一金屬桿b .已知桿的質量為m a ,且與b 桿的質量比為m a m b =34,水平導軌足夠長,不計摩擦,求:(1a 和b 的最終速度分別是多大?(2整個過程中回

38、路釋放的電能是多少?(3若已知a 、b 桿的電阻之比R a R b =34,其余電阻不計,整個過程中a 、b 上產生的熱量分別是多少?命題意圖:考查對機械能守恒定律、動量守恒定律及能的轉化和守恒定律的理解運用能圖9力及綜合分析能力.B 級要求.錯解分析:不深入分析整個物理過程的特點,受思維定勢影響.套用電磁感應定律及歐姆定律,試圖用直流電路特點求解a 、b 桿上產生的熱量,使思路受阻,無法求解.解題方法與技巧:(1a 下滑h 高過程中機械能守恒m a gh =21m a v a 2 a 進入磁場后,回路中產生感應電流,a 、b 均受安培力作用,a 做減速運動,b 做加速運動,經一段時間,a 、

39、b 速度達到相同,之后回路的磁通量不發(fā)生變化,感應電流為0,二者勻速運動,其速度即為a 、b 共同的最終速度,設為v .由過程中a 、b 系統(tǒng)所受合外力為0,動量守恒:m a v a =(m a +m b v 由解得v a =v b =73gh 2(2由能量守恒知,回路中產生的電能等于a 、b 系統(tǒng)機械能的損失,所以E =m a gh -21 (m a +m b v a 2=72m a gh (3回路中產生的熱量Q a +Q b =E ,在回路中產生電能的過程中,雖然電流不恒定,但通過a 、b 的電流總相等,所以有:b a Q Q =b a R R =43, 即b a a Q Q Q =73

40、得:Q a =73 E =4912m a gh Q b =74E =4916m a gh 2.解題策略與思路<1>.高考命題走勢人們在認識客觀世界的過程中積累了大量的經驗,總結出許多守恒定律.建立在守恒定律之下的具體的解題方法守恒法可分為:動量守恒法,能量轉化與守恒法,機械能守恒法,電荷守恒法及質量守恒法等.動量守恒和能量守恒定律是物理學中普遍適用的定律之一,是物理教材的知識主干,也是歷年高考各種題型正面考查或側面滲透的重點,且常見于高考壓軸題中.<2>解題思路利用守恒定律(包括機械能守恒、能量守恒、動量守恒、電荷守恒、質量守恒分析解決物理問題的基本思路.明確研究系統(tǒng)及

41、過程.分析相互作用的物體在該過程中所受力情況及做功情況.判定系統(tǒng)的機械能或動量是否守恒.確定其初、末態(tài)相對應的物理量.正確選擇守恒表達式,列出守恒方程,求解.注:(1在利用機械能守恒時,要選取零勢面.(2在利用動量守恒定律時,要注意“矢量性”“同時性”“統(tǒng)一性”.專題十、高考實驗設計型命題的求解策略所謂設計性實驗,是指據現行物理大綱要求,在學生掌握的基本實驗原理基礎上,應用基本測量儀器自行設計實驗方案的實驗,設計性實驗命題的考查內容,涉及到對實驗原理的再認識和加工,實驗方案的確定(實驗器材的選擇和遷移運用,實驗步驟的安排 ,實驗數據的處理方法,誤差的分析及對實驗的總結和評價等.考生在應試過程的

42、缺陷通常表現在以下幾個方面:一方面:平時缺乏對實驗思想方法(如模擬法,轉換法,放大法,比較法,替代法等進行歸納,在全新的實驗情景下,找不到實驗設計的原理,無法設計合理可行的方案. 另一方面:受思維定勢影響,缺乏對已掌握的實驗原理,儀器的使用進行新情境下的遷移利用,缺乏創(chuàng)新意識.1.案例探究例10.實驗室有一個可拆變壓器,請設計一個實驗方案, 估測出變壓器原、副線圈的匝數,所給實驗器材有:一個可拆變壓器、交流電壓表、直流電源、滑線變阻器,小磁針、200 V 交流電源 、電鍵各一個、銅漆包線(規(guī)格與變壓器原線圈所用漆包線相同及導線若干. 命題意圖:考查綜合運用學習知識進行實驗設計的創(chuàng)新能力,B 級要求.錯解分析:思維缺乏創(chuàng)新,無法靈活運用變壓器原理,構思巧妙的設計思路.解題方法與技巧:依圖10(a 連接電路,然后將小磁針的N 極靠近原線圈的一端,根據偏轉情況判定線圈的繞向.按照與原線圈相同的繞向,用銅漆包線在原線圈上加繞n (例如100匝,將加繞后的線圈接入220 V 交流電路(如圖10(b 所示,讀出交流電壓表的示數U1圖10拆除加繞的n 匝線圈,仍將原線圈接入220 V 交流電路,閉合電鍵后,讀出交流電壓表的示數U 2,則有1220U =21n n n + 2220U =21n n 得:n 1=121U U