（通用版）2020版高考物理二轮复习核心素养提升四计算题的满分策略教案.docx

提升四计算题的满分策略赢取满分策略“善于拆分，大题小做”计算题通常被称为“大题”，其原因是：此类试题一般文字叙述量较大，涉及多个物理过程，所给物理情境较复杂，涉及的物理模型较多且不明显，甚至很隐蔽，要运用较多的物理规律进行论证或计算才能求得结论，题目的分值也较重特别是压轴题25题都是一个较复杂的运动过程，整个运动过程往往是由多个连续的、简单的运动过程有机链接而成，能否顺利解题关键是同学们能否顺利地将整个复杂的运动过程分解为独立的、较为简单的过程即大题小做，各个击破“大题小做”三步曲第一步：细心审题(1)注意关键字句，明确解答目标(2)加强判断推理，找出隐含条件(3)关注过程细节，弄清内在联系第二步：用心析题(1)过程拆分快速建模物理计算题中研究对象所经历的过程往往比较复杂，在审题获取关键词语、隐含条件后，就要建立相应的物理模型，即对研究对象的各个运动过程进行剖析，建立起清晰的物理图景，确定每一个过程对应的物理模型、规律及各过程间的联系(2)活用规律准确答题解答物理计算题时，在透彻分析题给物理情境的基础上，要灵活选用规律和方法分步列式、联立求解第三步：规范答题(1)有必要的文字说明(2)有必要的方程式(3)有必要的演算过程及明确的结果例如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R0.2 m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E5.0103 V/m.一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞已知甲、乙两球的质量均为m1.0102 kg，乙所带电荷量q2.0105 C，g取10 m/s2.(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)求：(1)甲、乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；(2)在满足(1)的条件下，求甲的速度v0；(3)若甲仍以速度v0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围【过程拆分】第(1)问可拆分为2个小题：求乙恰能通过轨道最高点的速度？建模：竖直面内圆周运动“绳”模型规律：牛顿第二定律mgEq求乙在轨道上的首次落点到B点的距离x?建模：乙离开D点后做类平抛运动规律：2Rt2xvDt第(2)问可拆为2个小题：甲、乙两球刚碰后乙球的速度是多少？建模：竖直面内圆周运动模型(BD过程)规律：动能定理mg2RqE2Rmvmv甲、乙两球刚碰后甲球的速度是多少？建模：弹性碰撞模型规律：动量守恒定律mv0mv甲mv乙机械能守恒定律mvmvmv第(3)问可拆分为3个小题：设甲的质量为M，求甲、乙两球碰后，乙的速度vm的范围？建模：弹性碰撞规律：动量守恒Mv0MvMmvm机械能守恒MvMvmv求乙球过D点的速度vD的范围？建模：竖直面内圆周运动模型(BD过程)规律：动能定理mg2RqE2RmvD2mv求小球落点到B点的距离范围？建模：类平抛运动规律：水平方向匀速运动xvDt【规范解答】(1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为vD，乙离开D点达到水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为x，则mgqEm2Rt2xvDt联立得x0.4 m(2)对乙球从BD过程由动能定理得mg2RqE2Rmvmv联立并代入数据得v乙2 m/s设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有mv0mv甲mv乙mvmvmv联立得v乙v0，v甲0所以v02 m/s(3)设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为vM、vm，根据动量守恒和机械能守恒定律有Mv0MvMmvmMvMvmv联立得vm由和Mm可得v0vm2v0设乙球过D点的速度为vD，由动能定理得mg2RqE2RmvD2mv联立得2 m/svD8 m/s设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为x，则有xvDt联立得0.4 mx1.6 m.【答案】(1)0.4 m(2)2 m/s(3)0.4 mx1.25106 V.(3)依题意作出粒子的运动轨迹，如图乙所示由于O、O3、Q共线，且粒子在两磁场中运动的轨迹半径(设为r2)相同，故有O2O32O2Q2r2，由此可判断QO3O230，QO2O360，进而判断OO3O2150粒子从进入磁场到第一次回到Q点所用的时间t2T又T联立并代入数据解得t107 s.【答案】(1)2107 m/s(2)U21.25106 V(3)107 s变式1某课外探究小组的同学们利用学校实验室内的绝缘材料自制了一条细导轨OABCDP(如图所示)，其中OAB段和DP段为粗糙的水平导轨，B点和D点在同一水平面上但不重合，P端离沙地的高度h0.8 m；BCD段为圆环形导轨，半径R0.5 m，其中BC段光滑、CD段很粗糙将一个中心有孔的钢球(孔径略大于细导轨直径)套在导轨端点O处，钢球的带电荷量q3.7104 C，质量m0.2 kg.某次实验中，在导轨OA段加上水平向右的、场强E1104 V/m的匀强电场时，钢球即开始沿导轨运动，经过C点时速度为3 m/s，最终恰好停在P点已知AB段长L11.0 m，DP段长L21.0 m，钢球与水平导轨间的动摩擦因数均为0.2.(1)求钢球经过C点时对导轨的弹力；(2)求OA段导轨的长度d；(3)为了让钢球从导轨右端抛出，并且落在沙地上的位置最远，需在P端截去多长的一段水平导轨？钢球落在沙地上的最远位置与D点的水平距离多大？解析：(1)在C点，设导轨对钢球的弹力方向为竖直向下，则FNmgm代入数据解得FN1.6 N由牛顿第三定律知，钢球对导轨的弹力也为1.6 N，方向竖直向上(2)OC过程，qEdmg(dL1)mg2Rmv代入数据可解得d1 m(3)设导轨右端截去长度为x，滑块离开导轨平抛时的初速度为v0，落在沙地上的位置与D点的水平距离为s，则v2gx，hgt2，s(L2x)v0t由以上各式代入数据可得s1x0.8当0.4，即x0.16 m时，s有最大值sm1.16 m.答案：(1)1.6 N，方向竖直向上(2)1 m(3)0.16 m1.16 m变式2如图所示，两间距为l的足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，整个空间存在竖直向下的磁场，虚线将磁场分成两部分，虚线左、右两侧的磁感应强度大小分别为B1、B2，且B12B2.两质量均为m的导体棒甲、乙垂直导轨静止地放在虚线的左侧，导体棒甲、乙的阻值分别为R1、R2.现给导体棒甲一水平向右的冲量I，两导体棒开始运动，整个过程中两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，两导轨的电阻可忽略不计(1)求导体棒甲开始运动时电路中的电流(2)如果导体棒乙运动到虚线前达到稳定状态，求导体棒乙稳定时的速度大小(3)导体棒乙越过虚线后，经过一段时间再次达到稳定状态，假设此时导体棒甲刚好运动到虚线求导体棒乙从越过虚线到再次稳定的过程中，整个电路产生的焦耳热解析：(1)设导体棒甲得到冲量I时的速度为v0，导体棒甲产生的感应电动势为E，回路中的电流为i，则由动量定理得Imv0由法拉第电磁感应定律得EB1lv0由闭合电路欧姆定律得i，联立得i.(2)导体棒甲和导体棒乙在虚线左侧磁场中运动过程中所受安培力大小相等、方向相反，二者组成的系统所受的合力为零，故两导体棒组成的系统动量守恒导体棒甲和导体棒乙在虚线左侧达到稳定时两导体棒速度相等，导体棒乙速度达到最大，假设最大速度为vm，此时根据动量守恒定律有mv02mvm，解得vm.(3)导体棒乙刚进入虚线右侧的磁场中时，设导体棒甲产生的感应电动势为E1，导体棒乙产生的感应电动势为E2，则由法拉第电磁感应定律得E1B1lvm、E2B2lvm又B12B2，所以E12E2导体棒乙越过虚线后，回路中立即产生感应电流，在安培力作用下导体棒甲做减速运动，导体棒乙做加速运动，直至两棒产生的感应电动势大小相等时，二者做匀速运动此时设导体棒甲的速度为va，导体棒乙的速度为vb，这一过程所用的时间为t