物理思想方法与高考能力要求1.ppt

一、解决力学问题的三种基本功 高中物理是对思维能力要求较高的一门学科，在学习高中物理过程中应针对其特点，采取相应的思维策略和学习方法，才能不断地提高物理思维能力，达到事半功倍的效果力学是高中物理的基础，也是学好高中物理的关键所在解决力学问题的四种基本功是：,物理思想方法与高考能力要求（一）,1受力分析 在解决各种力学实际问题时，要首先善于选择研究对象究竟是选定某一物体，还是某一系统(整体)，要根据问题的物理情景和解题目标来定，并要能熟练掌握受力分析的“隔离法”和“整体法”若要求解系统内物体间的“内力”，必须进行“隔离”对隔离出的物体来说，此时系统的内力即转化为该物体的外力一般均要作出研究对象的受力示意图只有在正确分析研究对象受力情况的基础上，才能明确相应运动情况而选取相应规律，使问题得到解决；同时要养成受力分析时要结合物体的运动状态进行分析的习惯，如静摩擦力、杆的弹力等问题的分析,2运动过程分析 对于各种力学问题，其中的研究对象在一定的力作用下都要展现一个运动过程，即区别出初态、运动过程和末态一个过程，往往因受力的变化，又可分成若干子过程所以一般要根据实际情况画出运动过程示意图，再结合受力情况选取相应规律求解,3矢量(力F、速度v、位移s、加速度a)的运算处理 (1)互成角度的矢量合成与分解：平行四边形定则和三角形定则在进行矢量合成或分解时，应明确物体遵循力和运动的“独立性原理”，特别注意不少情况下是对瞬时矢量进行合成或分解 (2)力的正交分解合成时，要善于根据实际受力情况选定互相垂直的坐标轴，应使较多的力平行于坐标轴 (3)在一条直线上的各矢量，要善于在规定正方向后，以“”、“”号代表矢量方向，从而把矢量运算简化成代数运算求解,二、一题多变、拓展思维 一题多变，这是拓宽思路的先导，也是引水入田的渠道使设问逐渐加深，引导思想逐渐深化，可使理解更加深刻通过一题多变，培养学生的变化思维，这种变换思想，请同学们深入体会，并把这种思维方式运用到自己的学习和训练当中,【例1】 如图所示，不可伸长、长度为L的轻质细线一端固定在竖直墙上的O点，另一端A通过一个轻质动滑轮沿水平面从P点向Q点缓慢移动一段距离，动滑轮下吊一重物，不计一切摩擦，则细线上张力的变化情况为( ) A变大 B变小 C不变 D无法确定,思路点拨：本题已知细线的A端从P点向Q点缓慢移动，判断细线上张力的变化引出对动滑轮进行受力分析引出对动滑轮进行受力分析进而抓住细线长度不变、应用数学知识确定细线与竖直方向夹角的变化再根据动滑轮受力画出矢量三角形列方程求解,解析：设细线A端到竖直墙的距离为d.对小滑轮由水平方向受力平衡可知：两边细线与竖直方向夹角相等，设为，如右图所示，应用三角函数关系和几何知识可知L1sin L2sin d，即可知sin d/L，因为L不变、A从P点向Q点缓慢移动而使得d减小，故sin、减小；又细线上张力大小相等，设为F，由动滑轮竖直方向受力平衡有2FcosG(G为重物的重力)，因sin减小，则cos 增大、F变小，所以正确答案为B. 答案：B,变式1 如图所示，不可伸长的细线一端固定于竖直墙上的O点，拉力F通过一个轻质定滑轮和轻质动滑轮竖直作用于细线的另一端，若重物M在力F的作用下缓缓上升，拉力F的变化情况为( ) A变大 B变小 C不变 D无法确定,解析：随着力F向下拉动细线，两墙间的细线长度L减小，而两墙之间距离d不变，根据悬挂重物的两细线与竖直方向的夹角满足关系式sin d/L可知sin 逐渐增大，又根据重物受力平衡有2Fcos G可得拉力F变大 答案：A,变式2 重物通过细线拴在AB细线上的O点，B沿竖直挡板PQ缓缓竖直向下移动，保持O点位置不变，如下图(1)所示，那么OA和OB细线上的拉力将怎样变化？,解析：首先明确OA和OB为两根细线，注意OA方向不变、所吊重物的重力G不变，以结点O为研究对象，受三个力作用，用图解法如上图(2)所示，可知OA细线上的拉力一直增大、OB上的拉力先减小后增大 答案：OA细线上的拉力一直增大，OB上的拉力先减小后增大,抓住同一根细线上拉力大小相等，通过水平方向受力平衡分析细线与竖直方向的夹角，从而确定角度或角度的变化，注意应用数学知识分析解决问题一根细线通过光滑钩(环)悬挂一重物，可分析出两边细线与竖直方向的夹角相等，然后应用数学知识得出sin d/L，再根据竖直方向受力平衡得出结论注意有结点类平衡问题，只有满足三个条件(受三个力、其中一个力为恒力、另一个力方向不变)才可应用图解法,【例2】 如图所示，在粗糙水平地面上平放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态现对B施加一竖直向下的力F，力F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，在此过程中( ),AF1保持不变，F3缓慢增大 BF1缓慢增大，F3保持不变 CF2缓慢增大，F3缓慢增大 DF2缓慢增大，F3保持不变 解析：考查物体的平衡和隔离法、整体法分析受力等知识点把AB看作整体， 在竖直方向由平衡条件得FmAgmBgN，据此可知当F缓慢增大时，N缓慢 增大，隔离物体B分析受力，物体B受到竖直向下的重力mBg、力F及水平向右的 墙对B的作用力F1，斜向左上方的A对B的作用力F2，设F2的,方向与竖直方向夹角为，由平衡条件得F2cos FmBg，F2sin F1，由这二式可知当F缓慢增大时，F2缓慢增大，由牛顿第三定律可知，B对A的作用力F2也缓慢增大，F1也缓慢增大地面对A的摩擦力增大，所以F3也增大，所以正确选项是C. 答案：C,变式3 若题中随着F增大，B缓缓下降，同时A缓缓地向右移动，试分析F1、F2和F3将怎样变化？ 解析：对A、B整体受力分析，由竖直方向上受力平衡可知地面对A的作用力F3缓慢增大；A缓慢向右移动，增大，同时F缓慢增大，根据 F1(FmBg)tan 可知F1缓慢增大；再应用勾股定理可知 F2 ，可知F2缓慢增大，所以F1、F2和F3都缓慢增大 答案：F1、F2和F3都缓慢增大,变式4 若题中竖直墙改为挡板，A的半径大于B的半径，如图所示，挡板缓慢绕与地面的交点逆时针转动90的过程中，保持F不变，A静止不动，试分析F2和F3将怎样变化？,解析：对B受力分析，画出力的矢量三角形如右图所示，(FmBg)的两个分力为对挡板的压力F1和对A的压力F2.随着挡板的缓慢转动，B缓慢向下移动，F1与竖直方向的夹角越来越小、F2与竖直方向的夹角越来越大，根据矢量三角形可知分力F2减小；再隔离A，A受到竖直向下的重力mAg、B的,作用力F2和地面的支持力F3作用，在竖直方向上受力平衡有F3大小等于mAg与F2的竖直分力之和，因F2一直减小、且与竖直方向的夹角越来越大，可知F2在竖直方向的分力越来越小，则F3一直减小，所以F2和F3的变化情况为：F2和F3都一直减小 答案：F2、F3都一直减