論述、計算題的解題方法與技巧專題

1、第8專題 主編QG物理物理物理物理專題8 論述、計算題的解題方法和技巧決勝高考專案突破名師診斷對點集訓(xùn) 【考情報告】對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【考向預(yù)測】論述、計算題是高考中必考的題型,在試卷中所占分值較大,是高考成敗的關(guān)鍵.這類試題的特點是:文字?jǐn)⑹隽枯^大,涉及物理過程較多,所給物理情境較復(fù)雜,物理模型較模糊(甚至很隱蔽),運用的物理規(guī)律較多.這類試題能很好地考查考生對物理概念、物理規(guī)律的理對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考解能力和根據(jù)已知條件及物理事實對物理問題進行邏輯推理和論證的能力,能有效的考查考生接受、鑒別和選擇信息的綜合分析能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的能力.因此論述計算題備

2、受命題者青睞.預(yù)計2013年高考新課標(biāo)理綜卷第一個計算題仍會是純力學(xué),考查學(xué)生對基本知識和基本方法的掌握.內(nèi)容上主要考查運動學(xué)公式和圖象、牛頓運動定律、動能定理等,綜合性不是很強,能力要求較低.第二個計算題一般是帶電粒子在磁場或復(fù)合場中的運動、電磁感應(yīng)以及運動與能量的綜合問題,尤其是以與科技、生產(chǎn)、生活相關(guān)的物理模型為背景進行命題會成為高考的熱點.這類題目設(shè)計新穎,綜合性強、考查知識容量大、能力要求高.這就要求在掌握好物理概念、公式、規(guī)律的同時,還要掌握那些常用方法與技巧,提升解決論對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考述題、計算題的能力.【知能診斷】如圖所示,特戰(zhàn)隊員從懸停在空中離地235 m高的

3、直升機上沿繩下滑對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考進行降落訓(xùn)練,某特戰(zhàn)隊員和他攜帶的武器質(zhì)量共為80 kg,設(shè)特戰(zhàn)隊員用特制的手套輕握繩子時可獲得200 N的摩擦阻力,緊握繩子時可獲得1000 N的摩擦阻力,下滑過程中特戰(zhàn)隊員至少輕握繩子才能確保安全.g取10 m/s2.求:(1)特戰(zhàn)隊員輕握繩子降落時的加速度是多大?(2)如果特戰(zhàn)隊員先輕握繩子由靜止下落4 s,然后緊握繩子繼續(xù)下落,求特戰(zhàn)隊員從開始下落至到達地面,總共用了多少時間?對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)輕握繩子時由牛頓第二定律有:mg-f1=ma1 解得:a1=7.5 m/s2.(2)輕推繩子下落時由運動學(xué)公式得:x1

4、=a1=60 m4 s末的速度v1=a1t1=30 m/s緊握繩子時a2=-2.5 m/s2 由運動學(xué)公式有:x2=v1t2+a2 1221t2mgfm1222t對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考其中x2=H-x1=175 m解得t2=10 s或t2=14 s(舍掉)下落總時間t=t1+t2=14 s.【答案】(1)7.5 m/s2 (2)14 s對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考2.(2012年高考北京理綜卷)如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0在粗糙水平桌面上做直線運動,經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上.已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物塊與桌面間的

5、動摩擦因數(shù)=0.25,桌面高h=0.45 m.不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2.求(1)小物塊落地點距飛出點的水平距離s.(2)小物塊落地時的動能Ek.(3)小物塊的初速度大小v0.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考水平方向s=vt得水平距離s=v=0.90 m.(2)由機械能守恒定律,動能Ek=mv2+mgh=0.90 J.(3)由動能定理,有-mgl=mv2-m 得初速度大小v0=4.0 m/s.【答案】0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s2hg12121220v22 glv【解析】(1)由平拋運動規(guī)律,有豎直方向h=gt2 12對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考3

6、.(2012年高考安徽理綜卷)質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,該下落過程對應(yīng)的v-t圖象如圖所示.球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f,取g=10 m/s2.求:(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小.(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.34對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考上升時:ma=mg+f解得:a=12 m/s2 小球上升做勻減速運動,有:v2=2ah升至最高點:h=0.375 m.【答案】(1)0.2 N (2)0.375【解析】(1)由v-t圖象可得小球下落時的加速度為:a=8 m/s2 由牛頓定律可得:ma=mg-ff=

7、mg-ma=0.2 N.(2)小球落地后反彈的速度為:v=3 m/s對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考4.如圖所示,兩根豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.50 m,上端接有阻值R=0.80 的定值電阻,導(dǎo)軌的電阻可忽略不計.導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度B=0.40 T、方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外的有界勻強磁場中,磁場的上邊界如圖中虛線所示,虛線下方的磁場范圍足夠大.一根質(zhì)量m=4.010-2 kg、電阻r=0.20 的金屬桿MN,從距磁場上邊界h=0.20 m高處,由靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌下落.已知金屬桿下落過程中始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度g=10 m/s2,不計空氣阻力.對點集訓(xùn)對

8、點集訓(xùn)決勝高考決勝高考桿在勻速下落過程中其所受重力對它做功的功率為多大? 【解析】(1)金屬桿MN自由下落,設(shè)MN剛進入磁場時的速度為v,根據(jù)機械能守恒定律,有 mgh=mv2 解得:v=2.0 m/s MN剛進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv=0.40.52 V=0.40 V通過電阻R的電流大小I=0.40 A.122ghERr(1)求金屬桿剛進入磁場時通過電阻R的電流大小.(2)求金屬桿剛進入磁場時的加速度大小.(3)若金屬桿進入磁場區(qū)域一段時間后開始做勻速直線運動,則金屬對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(3)設(shè)MN在磁場中勻速下落時的速度為vm,則此時的安培力大小等于重力=mg 解得

9、vm=10.0 m/s 在勻速下落過程中重力對金屬桿做功的功率P=mgvm=4.0 W.【答案】(1)0.40 A (2)8.0 m/s2 (4)4.0 W2 2mB l vRr2 2()mg RrB l(2)MN剛進入磁場時安培力F=BIl=0.40.40.5 N=0.08 N 設(shè)MN剛進入磁場時的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二運動定律,有mg-F=ma 解得a=8.0 m/s2.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考5.(2012年高考新課標(biāo)全國卷)如圖,一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面).在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱

10、形區(qū)域,在圓上的b點離開該區(qū)域,離開時速度方向與直線垂直.圓心O到直線的距離為R.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場,同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域,也在b點離開該區(qū)域.若磁感應(yīng)強度大小為B,不計重力,求電場強度的大小.35對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考線段、和過a、b兩點的軌跡圓弧的兩條半徑(未畫出)圍成一正方形.由此acbc【解析】粒子在磁場中做圓周運動.設(shè)圓周的半徑為r,由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得qvB=m 式中v為粒子在a點的速度過b點和O點作直線的垂線,分別與直線交于c和d點.由幾何關(guān)系知,2vr對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【答案】 2145qRBm對

11、點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【思維導(dǎo)圖】對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考論述、計算題一般包括對象、條件、過程和狀態(tài)四個要素.對象是物理現(xiàn)象的載體.這一載體可以是單個物體(質(zhì)點),也可以是系統(tǒng).對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考條件是對物理現(xiàn)象和物理事實(對象)的一些限制.解題時應(yīng)“明確”顯性條件、“挖掘”隱含條件、“吃透”模糊條件.顯性條件是易被感知和理解的;隱含條件是不易被感知的,它往往隱含在概念、規(guī)律、現(xiàn)象、過程、狀態(tài)、圖形和圖象之中;模糊條件常常存在于一些模糊語言之中,一般只指定一個大概的范圍.過程是指研究對象在一定條件下變化、發(fā)展的程序.在解題時應(yīng)注意過程的多元性,可將全過程分解為多個

12、子過程或?qū)⒍鄠€子過程合并為一個全過程.狀態(tài)是指研究對象各個時刻所呈現(xiàn)的特征.解物理論述、計算題的一般步驟是:審題、選取研究對象、建模、規(guī)范解答等.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考一、審題動手解答物理題之前,應(yīng)先進行審題,審題即破解題意,它是解題的第一步.認(rèn)真閱讀題目,字斟句酌,弄清題目中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境,找出其中起重要作用的因素及有關(guān)條件發(fā)掘題目隱含的條件并警惕容易引人出錯的文字、數(shù)字和字母,能迅速、準(zhǔn)確地領(lǐng)會且把握命題意圖,找準(zhǔn)解題的切入點;通過閱讀、思考、分析等思維過程在頭腦中形成一個生動、清晰的物理情境.審題過程是一種分析、加工的過程,具體應(yīng)從以下幾個方面下工夫:捕捉關(guān)鍵語

13、句,分析各種條件,畫好情境示意圖,明確狀態(tài)和過程,構(gòu)建合理的模型,定性分析與定量計算相結(jié)合.二、選取研究對象與建模對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考審題之后,要確立研究對象.物理習(xí)題都有確定的研究對象,稱為物理模型,確立研究對象的過程叫“建?！?模型化階段是物理問題解決過程中最重要的一步.模型化正確與否或合理與否,直接關(guān)系到物理問題解決的質(zhì)量.建模方法有:1.借用傳統(tǒng)的經(jīng)典模型:確定研究對象后,將研究對象抽象為一種物理結(jié)構(gòu),即將研究對象抽象為質(zhì)點,或者質(zhì)點組,或者點電荷,或者閉合線圈研究對象究竟抽象成何種物理結(jié)構(gòu),同樣依據(jù)題中的物理情景,肯定研究對象的某些物理因素,忽略研究對象的其他物理因素,這

14、是解常見低難度題的主要思路.2.將復(fù)雜的物理場景整合后類比成常見模型:通過仔細分析題述條件,抽象出整個過程的本質(zhì)特征,然后用我們熟悉的、簡對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考單的等效物理模型代替題述情景,將復(fù)雜問題的求解過程進行簡化,學(xué)習(xí)物理之道就在于此.3.將陌生的、抽象的模型轉(zhuǎn)化為具體的熟悉的模型:在考試時,見到?jīng)]有接觸過的新內(nèi)容或考前預(yù)料不到的難題時,首先排除題中干擾語言,將其轉(zhuǎn)化成常見的物理模型,就可能成為一道常見的經(jīng)典題.三、解題規(guī)范化1.語言表達要規(guī)范化:能用物理語言來描述相應(yīng)的物理過程、物體的運動狀態(tài)、受力情況;能用精準(zhǔn)的語言描述實驗的操作步驟、實驗結(jié)論等.語言表達的規(guī)范化還體現(xiàn)在必

15、要的文字說對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考明上,必要的文字說明是保證題目完整解答不可缺少的文字表述,它能使解題思路表達地清楚明了,解答有據(jù),流暢完美.具體來講可以重點考慮以下幾個方面:(1)說明研究的對象(個體或系統(tǒng),尤其是整體和隔離相結(jié)合的題目,一定要注意研究對象的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化問題).(2)說明研究的過程或狀態(tài).(3)說明所列方程的依據(jù)及名稱,這是展示考生思維邏輯嚴(yán)密性的重要方面.(4)說明題目中的隱含條件,臨界條件.(5)說明非題設(shè)字母、符號的物理意義.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(6)說明規(guī)定的正方向、零勢點及所建立的坐標(biāo)系.(7)說明所求結(jié)果的物理意義(有時還需要討論分析),對題目所

16、求或所問有一個明確的答復(fù).(8)學(xué)科術(shù)語要規(guī)范,如“定律”、“定理”、“公式”、“關(guān)系”、“定則”等詞要用準(zhǔn)確,閱卷時“由牛頓運動定理”、“動能定律”、“四邊形公式”、“油標(biāo)卡尺”等錯誤說法時有發(fā)生.(9)語言要富有學(xué)科特色.如一些考生把“以保證氣體質(zhì)量不變”說成“防止漏氣、進氣”,在如圖所示的坐標(biāo)系中將電場的方向說成“西南方向”、“南偏西45”、“向左下方”等均是不規(guī)范的,應(yīng)說成“與x軸正方向夾角為-135”或“如圖所示”.2.作圖的規(guī)范化對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考作出物理過程的示意圖,或畫出關(guān)鍵情境的受力分析圖,是解計算題的常規(guī)手段.物理作圖的規(guī)范化要求是:(1)繪制必須用鉛筆(便于

17、修改)、圓規(guī)、直尺、三角板,反對隨心所欲徒手畫.(2)畫示意圖(受力圖、電路圖、光路圖、運動過程圖等)應(yīng)大致能反映有關(guān)量的關(guān)系,圖文要對應(yīng).(3)畫函數(shù)圖象,要畫好坐標(biāo)原點,坐標(biāo)軸上的箭頭,標(biāo)好物理量的符號、單位及坐標(biāo)軸的數(shù)據(jù).(4)圖形圖線應(yīng)清晰、準(zhǔn)確,線段的虛實要分明,有區(qū)別.(5)高考答題時,必須應(yīng)用黑色鋼筆或簽字筆描黑,否則無法掃描,從而造成失分.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考3.方程式和主要步驟書寫的規(guī)范化重點要注意好以下幾點:(1)寫出的方程式(這是評分依據(jù))必須是最基本的,不能以變形的結(jié)果式代替方程式,如帶電粒子在磁場的運動應(yīng)有qvB=,而不是其變形結(jié)果R=(這是相當(dāng)多考生所忽

18、視的).(2)要用字母表達方程,不要摻有數(shù)字的方程,不要方程套方程.(3)要用原始方程組聯(lián)立求解,不要用連等式,不斷地“續(xù)”進一些內(nèi)容.(4)方程式有多個的,應(yīng)分式布列(分步得分),不要合寫一式,以免一錯而致全錯,對各方程式要編號(如用,表示以便于計算和說明).2mvRmvqB對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考4.解題結(jié)果的規(guī)范化解題結(jié)果是整個解題過程的重要組成部分,答案規(guī)范是指答案準(zhǔn)確、簡潔、全面.既要注意計算結(jié)果的驗證、取舍,又要注意答案的完整,有時對解題結(jié)果還要做適當(dāng)?shù)恼f明和討論,例如結(jié)果是矢量的就要說明方向,方向的說明要與題目中涉及的方向相對應(yīng).(1)演算時一般先進行文字運算,從列出的一

19、系列方程,推導(dǎo)出結(jié)果的計算式,最后代入數(shù)據(jù)并寫出結(jié)果.這樣既有利于減輕運算負(fù)擔(dān),又有利于一般規(guī)律的發(fā)現(xiàn),同時也能改變每列一個方程就代入數(shù)值計算的不良習(xí)慣.(2)數(shù)據(jù)的書寫要用科學(xué)記數(shù)法.(3)計算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)根據(jù)題意確定,一般應(yīng)與題目中所列對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考的數(shù)據(jù)相近,取兩位或三位即可.如有特殊要求,應(yīng)按要求選定.(4)計算結(jié)果是數(shù)據(jù)的要帶單位,是字母符號的不用帶單位.(5)文字式作答案的,所有字母都應(yīng)是題目給定的已知量.5.解題過程中運用數(shù)學(xué)的方式有講究(1)“代入數(shù)據(jù)”,解方程的具體過程可以不寫出.(2)所涉及的幾何關(guān)系只需說出判斷結(jié)果而不必證明.(3)重要的中間結(jié)論

20、的文字表達式要寫出來.(4)所求的方程若有多個解,都要寫出來.然后通過討論,該舍去的舍去.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(5)數(shù)字相乘的,數(shù)字之間不要用“”而用“”進行連接,相除的也不要用“,而用分式.(6)卷面上不能“約”,如不能在G=mg上打“/”相約.6.使用各種字母符號要盡量養(yǎng)成規(guī)范的習(xí)慣(1)字母符號要寫清楚、寫規(guī)范,忌字跡潦草.閱卷時因為“v、r、”不分,“G”的草體像“a”,重力加速度“g”寫成電量“q”或“9”,希臘字母“、”筆順或形狀不對而被扣分已屢見不鮮了.(2)尊重題目所給的符號,題目給了符號的一定不要再另立符號.如題目給出半徑是r,你若寫成R就算錯.2Mmr對點集訓(xùn)對

21、點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(3)一個字母在一個題目中只能用來表示一個物理量,忌一字多用.一個物理量在同一題中不能有多個符號,以免混淆.(4)尊重習(xí)慣用法.如拉力用F,摩擦力用f表示,閱卷人一看便明白,如果用反了就會帶來誤解.(5)角標(biāo)要講究.角標(biāo)的位置應(yīng)當(dāng)在右下角,比字母本身小許多.角標(biāo)的選用亦應(yīng)講究,如通過A點的速度用vA,就比用v1或v 好.通過某同一點的速度,按時間順序第一次用v1,第二次用v2就很清楚.如果倒置,必然帶來誤解.(6)物理量的符號不論大寫還是小寫,均采用斜體.(7)物理量單位符號不論大寫還是小寫,均采用正體.其中源于對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考人名的單位應(yīng)大寫,由兩個字母

22、組成的單位,一般前面字母用大寫,后面字母用小寫,單位中大于106的,詞頭應(yīng)采用大寫正體,小于106的,詞頭應(yīng)采用小寫正體表示.如兆赫MHz,不能寫成mHz,千克kg不能寫成Kg,皮法pF不能寫成PF.(8)其他符號中如三角函數(shù)符號、對數(shù)符號采用小寫正體;代表點、線、面及序號的字母不論大寫還是小寫,均采用斜體.要想解答好計算題,除了需要扎實的物理基礎(chǔ)知識,有效規(guī)范的答題技巧外,還需要掌握一些常用的基本解題方法,下面具體地討論幾種常用的解答論述、計算題的方法和技巧.一、隔離法和整體法對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考隔離法是將物理問題的某些研究對象或過程、狀態(tài)從系統(tǒng)或全過程中隔離出來進行研究的方法.

23、隔離法主要有兩種類型:一是對象的隔離,即為尋求與某物體有關(guān)的所求量跟已知量之間的關(guān)系,將某物體從系統(tǒng)中隔離出來;二是過程的隔離,物體往往參與幾個物理過程,為求解某個過程中的物理量,就必須將這個子過程從全過程中隔離出來.整體法是對物理問題的整個系統(tǒng)或過程進行研究的方法.包括兩種情況:一是整體研究物體系統(tǒng),一般不需考慮內(nèi)部物體之間的作用力;二是整體研究運動的全過程,此時所求的物理量往往只涉及整個物理過程.整體法和隔離法是解決動力學(xué)關(guān)系、能量關(guān)系等一系列問題的重要思想方法,尤其是在求解連接體問題中的加速度、相互作用力以對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考及分析做功等問題中的能量關(guān)系時作用更大.隔離法和整

24、體法的選擇是有原則的.在動力學(xué)問題中,求各部分運動狀態(tài)相同的連接體的加速度或合外力時,優(yōu)先考慮整體法.如果還要求物體之間的相互作用力,可再用隔離法,且一定要從要求的作用力的那個作用面將物體進行隔離.如果連接體中各部分的加速度不相同,一般選用隔離法.在研究單個質(zhì)點的能量變化時,首選隔離法;研究系統(tǒng)的能量關(guān)系時,一般綜合運用整體法和隔離法.運用整體法時,一般情況下,只需考慮外力,不必考慮內(nèi)力;運用隔離法時,隔離的目的是將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力.二、類比法對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考類比法又被稱為類比推理法,它是根據(jù)兩個研究對象或兩個系統(tǒng)在某些屬性上的類似特性而推出其他屬性也類似的思維方法.類比可以把問

25、題由復(fù)雜變簡單、由抽象變形象、由陌生變熟悉.通過對規(guī)律的聯(lián)想類比,往往能啟迪思維、開闊思路,達到簡潔明快、出奇制勝的效果.三、等效法等效法是在保持對所研究的問題具有相同效果的前提下,用理想的、熟悉的、簡單的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象替代實際的、陌生的、復(fù)雜的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象的思維方法.等效法是中學(xué)階段解決物理習(xí)題的一種常見方法,利用它可以使解題過程簡明,解題思路清晰,從而達到事半功倍的目的.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考四、物理模型法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?nèi)f化的物理命題都是根

26、據(jù)一定的物理模型,結(jié)合某些物理關(guān)系,給出一定的條件,從而提出需要求解的物理量.而我們解題的過程,就是將題目隱含的物理模型還原后再求結(jié)果的過程.運用物理模型解題的基本程序如下.(1)通過審題,獲取題目信息,如:物理現(xiàn)象、物理事實、物理情境、物理狀態(tài)、物理過程等.(2)弄清題中所給信息的主次關(guān)系.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(3)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,將新情境“難題”轉(zhuǎn)化為常規(guī)命題.(4)選擇相關(guān)的物理規(guī)律求解.五、臨界問題解決臨界問題,一般有兩種基本方法:一是以定理、定律為依據(jù),首先求出

27、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;二是直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值.常見臨界條件如下表:對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考六、極值問題描述某一過程或某一狀態(tài)的物理量在變化過程中由于受到物理規(guī)律和條件的制約,其取值往往只在一定范圍內(nèi)才能符合物理問題的實際,而在這一范圍內(nèi),該物理量可能有最大值、最小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值.物理問題中涉及這些物理量的特殊值問題,我們統(tǒng)稱為極值問題.常見的極值問題有兩類:一類是直接指明某量有極值而要求出其極值;另一類則是通過求出某量的極值,進而以此作為依據(jù)

28、來解出與之相關(guān)的問題.物理中的極值問題有兩種典型的解法:一是對題目中所給物理現(xiàn)象涉及的物理概念和規(guī)律進行分析,明確題中的物理量在什么條件下取極值,或在出現(xiàn)極值時有何物理特征,然后根據(jù)這些條件或特征去尋找極值,這種方法突出了問題的物理本質(zhì),稱之為物理方法;二是由對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考問題所遵循的物理規(guī)律建立方程,然后根據(jù)這些方程進行數(shù)學(xué)推導(dǎo),在推導(dǎo)時利用數(shù)學(xué)中有關(guān)求極值的結(jié)論得到所需的極值,這種方法側(cè)重于數(shù)學(xué)的演算,其物理意義常常不夠明朗,被稱為數(shù)學(xué)方法.臨界問題和極值問題在近年高考試題中時有出現(xiàn),逐漸成為高考的熱點問題之一.高考中涉及的這些臨界、極值問題在我們平時的訓(xùn)練中大多做過,只

29、是在細微處有了一些適當(dāng)?shù)淖兓?因此,同學(xué)們?nèi)绻茉诳荚嚂r回憶起訓(xùn)練過的方法,恰當(dāng)?shù)剡M行類比和等效,問題也就迎刃而解了.【解題精要】一、抓住關(guān)鍵詞語,挖掘隱含條件在讀題時不僅要注意那些給出具體數(shù)字或字母的顯性條件,更要抓對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考住另外一些敘述性的語言,特別是一些關(guān)鍵詞語.所謂關(guān)鍵詞語,指的是題目中提出的一些限制性語言,它們或是對題目中所涉及的物理變化的描述,或是對變化過程的界定等.在審題過程中,必須把隱含條件充分挖掘出來,這常常是解題的關(guān)鍵.有些隱含條件隱蔽得并不深,平時又經(jīng)常見到,挖掘起來很容易,例如題目中說“光滑的平面”,就表示“摩擦可忽略不計”;題目中說“恰好不滑出

30、木板”,就表示小物體“恰好滑到木板邊緣處且具有與木板相同的速度”等等,但是還有一些隱含條件則隱藏得較深或不常見到,挖掘起來就有一定的難度了.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考甲沿水平直線從一板的端點向左運動到另一板的端點,求:如圖甲所示,兩平行金屬板帶等量異種電荷,兩板間距離為d,與水平方向成角放置,一電量為+q、質(zhì)量為m的帶電小球恰(1)該電場的場強大小及小球運動的加速度大小.(2)小球靜止起從一板到達另一板所需時間.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考乙【解析】帶電小球沿著直線運動,受力情況如圖乙所示.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【答案】(1) gtan (2) mgqcos2dgsinta

31、n即 =gtan t2 解得小球靜止起從一板到達另一板所需時間t=.dsin122dgsintan(2)根據(jù)幾何關(guān)系有s= 根據(jù)運動學(xué)公式有s=at2 dsin12對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考運動到另一板的端點”就隱含了一個重要的條件,即重力與電場力的合力方向必然跟小球的運動軌跡在一條直線上,根據(jù)這一隱含條件就能判定小球所受電場力的方向,從而找到本題解題的突破口. 點評 本題中的“帶電小球恰沿水平直線從一板的端點向左對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考二、重視對基本過程的分析在高中物理中,力學(xué)部分涉及的運動過程有勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動等.電學(xué)中的變化過程主要有電容器的

32、充電和放電、電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體棒做先變加速后勻速的運動等.以上的這些基本過程都是非常重要的,同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)中必須認(rèn)真理解每個過程的特點和所遵循的基本規(guī)律,熟練掌握每個過程的分析方法和技巧.如圖所示,地面和半圓軌道面均光滑.質(zhì)量M=1 kg、長L=4 m的小車放在地面上,其右端與墻壁的距離s=3 m,小車上表面與對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考半圓軌道最低點P的切線相平.現(xiàn)有一質(zhì)量m=2 kg的滑塊(不計大小)以v0=6 m/s的初速度滑上小車左端,帶動小車向右運動.小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上,已知滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)=0.2,g取10 m/s2.(1)求小車與墻壁碰撞時的速度.(2

33、)若滑塊在圓軌道運動的過程中不脫離軌道,求半圓軌道半徑R的取值.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律對滑塊有:-mg=ma1 對小車有:mg=Ma2 當(dāng)滑塊相對小車靜止時,兩者速度相等,即v0+a1t=a2t此時v1=v2=4 m/s滑塊的位移x1=v0t+a1t2 小車的位移x2=a2t2 相對位移L1=x1-x2 聯(lián)立解得L1=3 m,x2=2 m1212對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考L1L,x2R)分別存在一個勻強磁場,方向均垂直于xOy平面.現(xiàn)垂直于xOy平面放置兩塊平面熒光屏,其中熒光屏甲平行于x軸放置在y=-2.2R的位置,熒光屏乙平行于y軸放置在x=3

34、.5R的位置.現(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)、動能為E0的粒子從坐標(biāo)為(-R,0)的A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域,最終打在熒光屏甲上,出現(xiàn)亮點N的坐標(biāo)為(0.4R,-2.2R).若撤去圓外磁場,粒子也打在熒光屏甲上,出現(xiàn)亮點M的坐標(biāo)為(0,-2.2R),此時,若將熒光屏甲沿y軸負(fù)方向平移,發(fā)現(xiàn)亮點的x軸坐標(biāo)始終保持不變.不計粒子重力影響.(1)求在區(qū)域和中粒子運動速度v1、v2的大小.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(2)求在區(qū)域和中磁感應(yīng)強度B1、B2的大小和方向.(3)若上述兩個磁場保持不變,熒光屏仍在初始位置,但從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域的粒子束改為質(zhì)量為m、電荷量為-q、動能為3E0

35、的粒子,求熒光屏上出現(xiàn)亮點的坐標(biāo).甲對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)由于在磁場中運動時洛倫茲力不做功,所以在區(qū)域和中粒子運動速度大小就是在A點入射時初始速度大小v根據(jù)E0=mv2 可得v1=v2=v=.1202Em對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(2)粒子在區(qū)域中運動了四分之一圓周后,從C點沿y軸負(fù)方向進入?yún)^(qū)域的磁場.如圖乙所示,圓周運動的圓心是O1點,半徑r1=R乙對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考由qv1B1=m 得B1=,方向垂直xOy平面向外粒子進入?yún)^(qū)域后做半徑為r2的圓周運動由qv2B2=m,可得r2= 圓周運動的圓心O2坐標(biāo)為(r2,-R)圓周運動軌跡方程為(x-r2)

36、2+(y+R)2= 將N點的坐標(biāo)(0.4R,-2.2R)代入上式,可得r2=2R求得:B2=,方向垂直xOy平面向里.211vr11mvqr02mEqR222vr22mvqB22r22mvqr022mEqR對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考丙對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(3)如圖丙所示,粒子先在區(qū)域中做圓周運動由3E0=mv2 可知,運動速度v=v軌道半徑r3=R 由圓心O3的坐標(biāo)(-R,R)可知,O3A與O3O的夾角為30.通過分析圖丙的幾何關(guān)系,粒子從D點穿出區(qū)域的速度方向與x軸正方向的夾角為=60粒子進入?yún)^(qū)域后做圓周運動的半徑r4=2=2R其圓心O4的坐標(biāo)為(Rcos 60+r4cos

37、 30,Rsin 60-r4sin 30),即(R,-R),說明圓心O4恰好在熒光屏乙上.所以,亮點將出現(xiàn)在熒光屏乙上的P點1206Em31mvqB31mvqB332mvqB31mvqB37232對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【答案】(1)v1=v2= (2)B1=,方向垂直xOy平面向外 B2=02Em02mEqR,方向垂直xOy平面向里 (3)(3.5R,R)022mEqR3 32其y軸坐標(biāo)yP=-R+r4=R 其x軸坐標(biāo)xP=3.5R 323 32對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考 點評 本題是一道典型的帶電粒子在磁場中的運動問題,能力要求較高,旨在考查學(xué)生分析、推理、運用數(shù)學(xué)知識解決物

38、理問題的能力.解題的關(guān)健在于通過對帶電粒子分別在不同區(qū)域磁場運動情況的分析,發(fā)現(xiàn)帶電粒子運動的特征,畫出帶電粒子運動的軌跡圖,結(jié)合數(shù)學(xué)知識即可求解.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考四、建立合理的物理模型模型是實際物體(原型)的近似,它僅突出物體的主要特征,是一種科學(xué)的抽象.建立物理模型,便于進行理論分析和研究.例如:牛頓由于提出了質(zhì)點模型,才使得他有可能解決巨大的天體間的引力問題.理想變壓器、光滑平面、不可伸長的細繩、不計質(zhì)量的輕彈簧、定值電阻、內(nèi)阻可忽略的電源以及彈性碰撞等,都是理想模型.可以這樣說,物理學(xué)中的規(guī)律、結(jié)論都是通過對理想化的物理模型進行分析和研究得出來的.近年來,隨著物理高考試

39、題對能力考查力度的加大,理論聯(lián)系實際的試題逐漸成為一種趨勢,但考生試卷的得分情況并不理想,其重要原因之一就是不少同學(xué)欠缺將實際問題模型化的能力,對一個實際問對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考題不會通過物理的思維、方法去將它抽象成一個典型的物理模型或過程.從某個角度講,現(xiàn)在的物理高考試題考查的就是學(xué)生的建模能力.為了研究過山車的原理,物理小組提出了下列設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37、長L=2.0 m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0 m/s,從某一高

40、處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)=0.50.(g取10 m/s2,sin 37=0.60,cos 37=0.80)對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(1)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑R1應(yīng)該滿足什么條件?(2)a.為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑R2應(yīng)該滿足什么條件?b.若軌道半徑恰好滿足“a”的要求,求小物塊進入軌道后能通過圓軌道上距水平軌道高為0.01 m的點的次數(shù).對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)小物塊做平拋運動,經(jīng)時間 t 到達A處時,令下落的高

41、度為h,水平分速度vx=v0,豎直分速度為vy tan 37=,h=gt2 物體落在斜面上后,受到斜面的摩擦力f=N=mgcos 37設(shè)物塊進入圓軌道到最高點時有最小速度v1,此時物塊受到的重力恰好提供向心力,令此時半徑為R0 mg=m 物塊從拋出到圓軌道最高點的過程中,由動能定理有yxvv0gtv12210vR對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考mg(h+Lsin 37-2R0)-mgcos 37L=m-m 聯(lián)立上式,解得: R0=0.66 m若物塊從水平軌道DE滑出,則圓弧軌道的半徑R10.66 m.(2)a.為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則物塊上升的高度須小于或等于R0

42、mg(h+Lsin 37)-mgcos 37L-mgR0=0-m 解得:R0=1.65 m,物塊能夠滑回傾斜軌道AB,則R21.65 m.b.物塊沖上圓軌道H1=1.65 m高度時速度變?yōu)?,然后返回傾斜軌道h1高處再滑下,然后再次進入圓軌道達到的高度為H2.有1221v1220v1220v對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考mgH1=mgh1+mgh1 mgH2=mgh1-mgh1 得:H2=H1=H1 之后物塊在豎直圓軌道和傾斜軌道之間往返運動,同理:n次上升的高度Hn=()n-1H1(n0)為一等比數(shù)列當(dāng)n=5時,上升的最大高度小于0.01 m,則物塊共有8次通過距水平軌道高為0.01 m的

43、點.【答案】(1)R10.66 m (2)a.R21.65 m b.8次43434134131515對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考及功能原理的應(yīng)用,解答本題,針對不同的運動形式建立與之相應(yīng)的物理模型.本題建立的三個物理模型:質(zhì)點模型; 平拋運動模型;豎直平面內(nèi)的圓周運動模型. 點評 本題以研究過山車為背景.考查圓周運動、動能定理對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考五、抓住物理過程的“三性”1.階段性.將題目涉及的整個過程合理劃分為若干個階段.在審題過程中,該分則分,宜合則合,并將物理過程的分析與研究對象及規(guī)律的選用加以統(tǒng)籌考慮,以求最佳的解題思路.2.聯(lián)系性.找出各個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起

44、來的,各量之間的關(guān)系如何,在臨界點或極值點處有何特殊性質(zhì).3.規(guī)律性.明確每個階段遵循什么規(guī)律,可利用哪些物理公式進行求解.如圖所示裝置由加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成.偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考之間,勻強磁場水平寬度為l,豎直寬度足夠大,處在偏轉(zhuǎn)電場的右邊,如圖甲所示.大量電子(重力不計)由靜止開始,經(jīng)加速電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場.當(dāng)兩板沒有加電壓時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0,當(dāng)在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時,所有電子均能通過電場,穿過磁場,最后打在豎直放

45、置的熒光屏上(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e).求:對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(1)如果電子在t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場,求它離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)向位移大小.(2)通過計算說明,所有通過偏轉(zhuǎn)電場的電子的偏向角(電子離開偏轉(zhuǎn)電場的速度方向與進入電場速度方向的夾角)都相同.(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為多少?對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)在t=0時刻,電子進入偏轉(zhuǎn)電場,在Ox方向(水平向右為正)做勻速直線運動.Oy方向(豎直向上為正)在0t0時間內(nèi)受電場力作用做勻加速運動a= 在t02t0時間內(nèi)做勻速直線運動,速度vy=at0 側(cè)向位移y=a+vyt0 解

46、得y=.(2)設(shè)電子以初速度v0=vx進入偏轉(zhuǎn)電場,在偏轉(zhuǎn)電場中受電場力作用而加速.不管電子是何時進入偏轉(zhuǎn)電場,在它穿過電場的2t0時間內(nèi),其Oy方向的加速度或者是a=(電壓為U0時),或者是0(電壓為00U edm1220t20032U etdm0U edm對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考時)v=at,它在Oy方向上速度增加量都為vy= 因此所有電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的Oy方向的分速度都相等為vy= Ox方向的分速度都為v0=vx,所有電子離開偏轉(zhuǎn)電場的偏向角都相同.00U etdm00U etdm丙對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(3)設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏向角為 ,電子進入勻強磁場后做

47、圓周運動垂直打在熒光屏上,如圖丙所示電子在磁場中運動的半徑:R= lsin設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時的速度為vt,則電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏向角為:sin = 電子進入磁場后做圓周運動,其半徑R= 由上述四式可得:B=.ytvvtmveB0 0U tdl對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【答案】(1) (2)見解析 (3) 點評 本題中電子運動的階段性十分明顯,第一階段是被加速過程;第二階段電子進入偏轉(zhuǎn)電場,在有偏轉(zhuǎn)電壓時,電子做類平20032U etdm0 0U tdl拋運動;第三階段電子進入磁場做圓周運動.這三個階段互相聯(lián)系,第一階段的末速度就是第二階段的初速度,第二階段的末速度又是圓周運動

48、的初速度.三個階段特點不同,遵循規(guī)律也不相同,在偏轉(zhuǎn)電場中沿極板方向是勻速直線運動,垂直極板方向是初速度為零的勻加速運動,進入磁場之后是在洛倫茲力作用下的勻速圓周運動.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考六.要謹(jǐn)慎細致,謹(jǐn)防思維定勢經(jīng)常遇到一些物理題故意多給出已知條件,或表述物理情境時精心設(shè)置一些陷阱,安排一些似是而非的判斷,以此形成干擾因素,來考查學(xué)生明辨是非的能力.這些因素的迷惑程度愈大,同學(xué)們愈容易在解題過程中犯錯誤.在審題過程中,只有有效地排除這些干擾因素,才能迅速而正確地得出答案.有些題目的物理過程含而不露,需結(jié)合已知條件,應(yīng)用相關(guān)概念和規(guī)律進行具體分析.分析前不要急于動筆列方程,以免用

49、假的過程模型代替了實際的物理過程,防止定勢思維的負(fù)遷移.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考如圖所示,一質(zhì)量不計的細線繞過無摩擦的輕質(zhì)小定滑輪O與質(zhì)量為5m的重物相連,另一端與套在一根固定的光滑的豎直桿上質(zhì)量為m的圓環(huán)相連,直桿上有A、B、C三點,且B為A、C的對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考中點,AO與豎直桿的夾角=53,B點與滑輪O在同一水平高度,滑輪與豎直桿相距為L,重力加速度為g,設(shè)直桿足夠長,圓環(huán)和重物運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將圓環(huán)由A點靜止開始釋放(已知sin 53=0.8,cos 53=0.6),試求:(1)重物下降到最低點時圓環(huán)的速度大小.(2)圓環(huán)能下滑的最大距離.(3)

50、圓環(huán)下滑到C點時的速度大小.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)圓環(huán)到B點時,重物下降到最低點,此時重物速度為零圓環(huán)下降高度為hAB=L,重物下降的高度為h=L-L=L系統(tǒng)機械能守恒mghAB+5mgh=m 圓環(huán)的速度為v1=2.(2)圓環(huán)能下滑最大距離H時,圓環(huán)和重物速度均為零重物上升的高度H=-L系統(tǒng)機械能守恒mgH=5mgH得H=L.(3)圓環(huán)到C點時,下落高度hAC=L,重物高度不變,設(shè)圓環(huán)速度為v2,3454141221vgL223()4HLL54251232對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考此時重物速度為v2cos 53,由系統(tǒng)機械能守恒得:mghAC=m+5m(v2cos

51、 53)2 v2=.【答案】(1)2 (2)L (3) 點評 兩個物體通過繩子和滑輪連接到一起之后,由于繩子不可伸長,它們的速度總是相等的,受此思維定勢影響,在本題中也認(rèn)為圓環(huán)的速度與重物的速度總是相等,這就錯了.本題中圓環(huán)雖然和重物通過繩子連接在了一起,由于圓環(huán)不是自由的,它還會受到豎直桿的影響,所以,重物和圓環(huán)速度并不總是相等的.因此注意克服思維定勢的影響是很有必要的.1222v121514gLgL25121514gL對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考七、要充分利用圖象的功能圖象法是根據(jù)題意把抽象復(fù)雜的物理過程有針對性地表示成物理圖象,運用圖象直觀、形象、簡明的特點來分析解決物理問題的科學(xué)思

52、維方法.應(yīng)用圖象法解題時首先要明白橫軸和縱軸所代表的物理量,明確要描述的是哪兩個物理量之間的關(guān)系; 其次,要透徹理解圖象上的截距、斜率、圖線所圍的面積、兩圖線的交點等表示的物理意義.圖象問題是近年來出現(xiàn)頻率較高的一類題型,在選擇題、實驗題中有,在計算題中也會出現(xiàn),因為圖象類問題能很好地考查理解、推理、信息提取、空間想象等各種能力.備受高考命題者的青睞,所以要引起足夠的重視.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考如圖甲所示,MN、PQ為間距L=0.5 m足夠長的平行導(dǎo)軌,NQMN,導(dǎo)軌的電阻不計.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37,NQ間連接有一個R=4 的電阻.有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上,磁感

53、應(yīng)強度為B0=1 T.將一根質(zhì)量m=0.05 kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度,已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2 C,且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8).求:(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù).對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考(2)cd離NQ的距離s.(3)金屬棒滑行至cd處的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量.(4)若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感應(yīng)強度逐漸減小,為使金

54、屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】(1)由圖乙知當(dāng)v=0時,a=2 m/s2,此時對金屬棒有mgsin -mgcos =ma解得=0.5.(2)由圖乙可知:當(dāng)v=2 m/s時,金屬棒達到穩(wěn)定速度,有FA=B0IL,E=B0Lv,I= 由平衡條件有:mgsin =FA+mgcos 解得r=1 由電流定義和法拉第電磁感應(yīng)定律得ERrq=It=t= t(Rr)Rr對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考=B0Ls解得:s=2 m.(3)設(shè)此過程中產(chǎn)生的總熱量為Q總,根據(jù)能量守恒定律有mgssin 37-mgscos 37-Q

55、總=mv2-0解得:Q總=0.1 J由電路性質(zhì)可得QR=Q總=0.08 J.(4)金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流時金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運動,由牛頓第二定律得12RRrmgsin -mgcos =ma解得a=2 m/s2 對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考此時回路中的總磁通量不變B0Ls=BL(s+vt+at2)B=.【答案】(1)0.5 (2)2 m (3)0.08 J (4)B= 點評 物理中的圖象是數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,圖象是一種特殊且形象的數(shù)學(xué)語言工具,來表達各種現(xiàn)象的過程和規(guī)律,物理圖象能形象地表述物理規(guī)律;能直觀地描述物理過程;能鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系及變化趨勢.圖象法應(yīng)用要注意從縱、

56、橫122222tt2222tt坐標(biāo)代表的物理量、物理量的對應(yīng)值、斜率、截距、面積、交點等全面理解圖象的含義.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考八、要充分利用物理情境過程的對稱性在物理學(xué)中,許多物理現(xiàn)象、過程都具有對稱性,在運動過程中的速度、加速度、軌跡等物理量都具有很好的對稱性;做豎直上拋運動的物體的上升過程和下降過程在時間、空間上也具有對稱性.解題時要充分利用這些對稱性.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考甲如圖甲所示,一靜止的帶電粒子q,質(zhì)量為m(不計重力),從P點經(jīng)電場E加速,經(jīng)A點進入方向垂直紙面向里的中間磁場B,穿對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考過中間磁場后進入右邊足夠大的空間磁場B(B=

57、B,虛線表示磁場的分界線),方向垂直于紙面向外,然后能夠按某一路徑再由A返回電場并回到出發(fā)點P,再重復(fù)上述過程.已知L為P點到A點的距離,求:(1)中間磁場的寬度d.(2)粒子運動的周期T.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考乙【解析】根據(jù)題意,畫出粒子的運動軌跡如圖乙所示.(1)設(shè)中間磁場寬度為d,粒子過A點速度為v,由圓周運動的對稱性可得:2Rsin =R,則:= 6對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考帶電粒子在加速電場中有:qEL=mv2 在中間和右邊磁場中有:qvB=,d=Rcos 得:d=.(2)粒子運動周期T由三段時間組成,設(shè)在電場中做勻變速直線運動的時間為t1,則L=a()2,qE=ma

58、解得t1=2 在中間磁場中運動的時間t2=2T,T= 122mvR62qEmLqB1212t2mLqE322 mqB對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【答案】(1) (2)2+ 62qEmLqB2mLqE7 m3qB解得t2= 在右邊磁場中運動的時間t3=T= 所以周期T=t1+t2+t3=2+.2 m3qB5325 m3qB2mLqE7 m3qB對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考C點進入右邊磁場,做半徑為R的勻速圓周運動經(jīng)點F到點D,因為過D點后還做勻速圓周運動回到A,故DA和CA關(guān)于直線OA對稱,且OA垂自于磁場的分界線.同理可知,OA也同時是CD圓弧的對稱軸、因此粒子的運動軌跡是關(guān)于直線OA

59、對稱的、因為速度方向為切線方向,所以圓弧AC、CD、DA相切.可見,解答本題的關(guān)鍵是利用軌跡的對稱性. 點評 粒子從A點進入中間磁場做勻速圓周運動,半徑為R,過對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考九、要做到定量計算和定性分析相結(jié)合在審題過程中,不對物理過程進行仔細分析,而盲目地套用數(shù)學(xué)公式的做法是錯誤的,當(dāng)然,只對物理過程進行定性分析,不對其進行定量計算同樣得不出正確結(jié)論.因此,應(yīng)該做到將定量計算與定性分析結(jié)合起來.對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考甲如圖甲所示,質(zhì)量為m的小球由長為l、能承受的最大拉力是9mg的細線系住,細線的另一端固定在A點,AB是過A的豎直線,E為AB上的一點,且AE=0.5l

60、,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D.現(xiàn)將小球拉至水平,然后由靜止釋放,若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做圓周運動,求釘子的位置在水平線上的取值范圍.(不計線與釘子碰撞時的能量損失)對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考【解析】設(shè)在D點繩剛好承受最大拉力,設(shè)DE=x1,則懸線碰到釘子后,小球繞釘子做圓周運動的半徑為:r=l-AD=l- 當(dāng)小球運動到D點正下方時,繩受到的拉力最大,設(shè)為F,此時小球的速度為v,由牛頓第二定律有: F-mg=m 結(jié)合F9mg可得:m8mg由機械能守恒定律得:mg=mv2 聯(lián)立解得:x1l2212lx2vr2vr2lr1223對點集訓(xùn)對點集訓(xùn)決勝高考決勝高考隨著x的減小,即釘子左移