高中物理备考与解题策略

1、高中物理备考与解题策略洪奇标专题一、构建物理模型等效类比解题随着高考改革的深入,新高考更加突出对考生应用能力及创新能力的考查,大量实践应用型、信息给予型、估算型命题频繁出现于卷面,由此,如何于实际情景中构建物理模型借助物理规律解决实际问题则成了一个重要环节。1.案例探究例1:如图1所示,在光滑的水平面上静止着两小车A 和B ,在A 车上固定着强磁铁,总质量为5 kg ,B 车上固定着一个闭合的螺线管.B 车的总质量为10 kg .现给B 车一个水平向左的100 N ·s 瞬间冲量,若两车在运动过程中不发生直接碰撞,则相互作用过程中产生的热能是多少? 命题意图:以动量守恒定律、能的转化

2、守恒定律、楞次定律等知识点为依托,考查分析、推理能力,等效类比模型转换的知识迁移能力.错解分析:通过类比等效的思维方法将该碰撞等效为子弹击木块(未穿出的物理模型,是切入的关键,也是考生思路受阻的障碍点.解题方法与技巧:由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动,A 、B 两车之间就产生排斥力,以A 、B 两车为研究对象,它们所受合外力为零.动量守恒,当A 、B 车速度相等时,两车相互作用结束,据以上分析可得: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 从B 车运动到两车相对

3、静止过程,系统减少的机械能转化成电能,电能通过电阻发热,转化为焦耳热.根据能量转化与守恒:图1Q =21m B v 2-21 (m A +m B v2 =21×10×102-21×15×(151002 J=166.7 J 2.解题策略与思路理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体.高考命题以能力立意,而能力立意又常以问题立意为切入点,千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型,结合某些物理关系,给出一定的条件,提出需要求的物理量的.而我们解题的过程,就是将题目隐含的物理模型还原,求结果的过程.运用物理模型解题的基本程序:(1通过

4、审题,摄取题目信息.如:物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.(2弄清题给信息的诸因素中什么是起主要因素.(3在寻找与已有信息(某种知识、方法、模型的相似、相近或联系,通过类比联想或抽象概括,或逻辑推理,或原型启发,建立起新的物理模型,将新情景问题“难题”转化为常规命题.(4选择相关的物理规律求解.专题二、实际应用型命题求解策略1.案例探究例2:侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行,它的运行轨道距地面高度为h ,要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来,卫星在通过赤道上空时,卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少?设地球的半径为R ,地

5、面处的重力加速度为g ,地球自转的周期为T .命题意图:考查考生综合分析能力、空间想象能力及实际应用能力.错解分析:考生没能对整个物理情景深入分析,不能从极地卫星绕地球运行与地球自转的关联关系中找出=2TT 1,从而使解题受阻. 解题方法与技巧:将极地侦察卫星看作质点(模型,其运动看作匀速圆周运动(模型,设其周期为T 1, 则有:2r GMm =m 2124T r 地面处重力加速度为g ,有20R GMm =m 0g 由得到卫星的周期:T 1=R 2gr 3 其中:r =h+R 地球自转周期为T ,则卫星绕行一周的过程中,地球自转转过的角度为:=2TT 1 卫星每经赤道上空时,摄像机应至少拍摄

6、赤道圆周的弧长为s =R =2T T 1R =T24gR h 3(+ 2.高考走势 实际应用型命题不仅能考查考生分析问题和解决实际问题的能力,而且能检验考生的潜能和素质,有较好的区分度, 有利于选拔人才.近几年高考题加大了对理论联系实际的考查,突出“学以致用”,充分体现了由知识立意向能力立意转变的高考命题方向.3.解题策略与思路解决实际应用型题目的过程,实质是对复杂的实际问题的本质因素(如运动的实际物体,问题的条件,物体的运动过程等加以抽象、概括,通过纯化简化,构建相关物理模型,依相应物理规律求解并还原为实际问题终结答案的过程.其解题思路为:首先,摄取背景信息,构建物理模型.实际题目中,错综的

7、信息材料包含着复杂的物理因素,要求考生在获取信息的感性认识基础上,对题目信息加工提炼,通过抽象、概括、类比联想、启发迁移等创造性的思维活动,构建出相关的模型(如对象模型、条件模型和过程模型等.其次,要弄清实际问题所蕴含的物理情景,挖掘实际问题中隐含的物理条件,化解物理过程层次,探明物理过程的中间状态,理顺物理过程中诸因素的相互依存,制约的关系,寻求物理过程所遵循的物理规律,据规律得出条件与结果间的关系方程,进而依常规步骤求解结果.专题三、物理解题中的数学应用1.案例探究例3:一弹性小球自h 0=5 m 高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后,速度减小到碰前的7/9,不计每次碰撞时间,计算小球

8、从开始下落到停止运动所经过的路程和时间.命题意图:考查综合分析、归纳推理能力.错解分析:考生不能通过对开始的几个重复的物理过程的分析,归纳出位移和时间变化的通项公式致使无法对数列求和得出答案.解题方法与技巧:(数列法设小球第一次落地时速度为v 0,则:v 0=02gh =10 m/s那么第二,第三,第n +1次落地速度分别为:v 1=97v 0,v 2=(972v 0,v n =(97n v 0 小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为h 0=5 m ,小球第一次与地相碰 到第二次与地相碰经过的路程是:L 1=2×g v 221=2×g 297(2v 02=10×

9、(972 小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过的路程为L 2,L 2=2×gv 222=10×(974由数学归纳法可知,小球第n 次到第n +1次与地相碰经过的路程为L n :L n =10×(972n 故整个过程总路程s 为:s =h +(L 1+L 2+L n =5+10(972+(974+(972n 可以看出括号内的和为无穷等比数列的和.由等比无穷递减数列公式S n =qa -11得: s =5+10×2297(197(- m =20.3 m 小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间:t 0=002g h =1s 小球第一次与地相碰到第二次与地相

10、碰经过的时间为: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.解题策略与思路(1.高考命题特点高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用,借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题.可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程.(2.数学知识与方法物理解题运用的数学方法通常包括方程(组法、比例法、数列法、函数法、几何(图形辅助法、图象

11、法、微元法等.<1>.方程法物理习题中,方程组是由描述物理情景中的物理概念,物理基本规律,各种物理量间数值关系,时间关系,空间关系的各种数学关系方程组成的.列方程组解题的步骤弄清研究对象,理清物理过程和状态,建立物理模型.按照物理情境中物理现象发生的先后顺序,建立物理概念方程,形成方程组骨架. 据具体题目的要求以及各种条件,分析各物理概念方程之间、物理量之间的关系,建立条件方程,使方程组成完整的整体.对方程求解,并据物理意义对结果作出表述或检验.<2>.比例法比例计算法可以避开与解题无关的量,直接列出已知和未知的比例式进行计算,使解题过程大为简化.应用比例法解物理题,要

12、讨论物理公式中变量之间的比例关系,清楚公式的物理意义,每个量在公式中的作用,所要讨论的比例关系是否成立.同时要注意以下几点:比例条件是否满足:物理过程中的变量往往有多个.讨论某两个量比例关系时要注意只有其他量为常量时才能成比例.比例是否符合物理意义:不能仅从数学关系来看物理公式中各量的比例关系,要注意每个物理量的意义(例:不能据R =IU 认定为电阻与电压成正比. 比例是否存在:讨论某公式中两个量的比例关系时,要注意其他量是否能认为是不变量,如果该条件不成立,比例也不能成立.(例在串联电路中,不能认为P =R U 2中,P 与R 成反比,因为R 变化的同时,U 随之变化而并非常量<3&g

13、t;.数列法凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、重复性的共同特点,但每一个重复过程均不是原来的完全重复,是一种变化了的重复,随着物理过程的重复,某些物理量逐步发生着“前后有联系的变化”.该类问题求解的基本思路为:逐个分析开始的几个物理过程。利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式(是解题的关键,最后分析整个物理过程,应用数列特点和规律解决物理问题。无穷数列的求和,一般是无穷递减等比数列,有相应的公式可用。<4>.圆的知识应用与圆有关的几何知识在物理解题中力学部分和电学部分均有应用,尤其带电粒子在匀强磁场中做圆周运动应用最多,其难点往往在圆心与半径的确定上,其方法有以下几种:依切线的性

14、质定理确定:从已给的圆弧上找两条不平行的切线和对应的切点,过切点做切线的垂线,两条垂线的交点为圆心,圆心与切点的连线为半径.依垂径定理(垂直于弦的直径平分该弦,并平分弦所对的弧和相交弦定理(如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项来确定半径:如图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此两种求半径的方法,常用于带电粒子在匀强磁场中运动的习题中.专题四、物理多解问题分析策略 多解问题是高考

15、卷面常见的题型之一,部分考生往往对试题中题设条件的可能性、物理过程的多样性及物体运动的周期性等因素分析不全,认识不透,往往出现漏解的失误.多解问题的求解是高考的难点之一.1.案例探究例4:一列正弦横波在x 轴上传播,a 、b 是x 轴上相距s ab =6m 的两质点,t =0,b 点正好振动到最高点而a 点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25 Hz .(1设a 、b 在x 轴上的距离小于一个波长,试求出该波的波速.(2设a 、b 在x 轴上的距离大于一个波长,试求出该波的波速,若波速为40 m/s 时,求波的传播方向.命题意图:考查理解能力、推理及分析综合能力,尤其空间想象能力.错

16、解分析:思维发散能力差,无法依据波的空间周期性与时间周期性,结合波动方向与质点振动方向间的关系,寻找所有可能解,而出现漏解情况.2.解题方法与思路:(1 若波向右传播,a 和b 两质点应于如图3所示的a 1和b 1的两位置.s ab =43图21=6m .1=8m 向右传播的波速v 1=1f =200 m/s 若波向左传播,a 和b两质点应分别位于图中a 2和b 1两位置.s ab =412=6 m ,2=24 m ,向左传播的波速v 2=2F =600 m/s .(2因a ,b 在x 轴上的距离大于一个波长,若波向右传播,a 质点若位于图中a 1的位置,则b 质点可位于b 1,b 2,等位置

17、,此时,s ab =43右+n 右=6 m(n =1,2,3,右=3424+n m ,向右传播的波速v 右=右f =34600+n m/s .(n =1,2,3 若波向左传播,a 质点若位于图中的a 2的位置,则b 质点可位于b 1,b 2,等位置,此时,s ab =41左+n 左=6 m 左=1424+n m .向左传播的波速v 左=左f =14600+n m/s(n =1,2,3,当波速为40 m/s 时,该波向左传播,应有:14600+n =40,n =414,无整数解,故不可能向左.设波向右传播,有:34600+n =40,n =3,故可以判定当波速为40 m/s 时,波传播的方向是由

18、左向右.1.高考走势某一物理问题通过不同的思路、方法求得符合题设条件的同一结论;或某一物理问题通过同一思路、方法求得符合题设条件的多个不同答案,统称物理问题的多解.预计今后高考试卷仍将有该类命题呈现.2.审题指要物理多解问题,主要考查考生审题解题的思维的发散能力,具体表现为对题设条件、情景、设问、结论及研究对象特性、物理过程、物体运动形式等各自隐含的可能性进行推测判断的能力.多解问题的求解关键在于审题的细致深入及多解存在的预测.审题过程中应注意以下几点:(1.仔细推敲题设条件,判断多解的可能性.一般来说,对于题设条件不明确(模糊因素较多,需要讨论可能性的题目(俗称讨论题,往往会出现多解(一般为

19、不定解.要求考生对题目条件全面细致地推敲,列举分析条件的多图3种可能,选取相关的规律,求解各种不同的答案.如:弹性碰撞问题中物体质量交待不明、追及问题中力和运动方向交待不明、波的传播问题中传播方向交待不清、透镜成像问题中透镜性质、成像虚实不明、带电粒子在场中运动问题电荷性质不明等都可形成题目的多解,应引起重视.(2.深入分析题目背景下的研究对象、运动形式及物理过程的特点,判断多解的可能性.有些问题中的研究对象具有自身特性,也可使问题出现多解.如:电阻的串联或并联,电池的串联或并联,弹簧的伸与缩,带电的正与负等,都可使问题出现多解.有些物理问题中,研究对象的运动具有周期性特点,可造成问题的多解.

20、如:圆周运动问题,弹簧振子的振动问题,波的传播问题,单摆的摆动问题等都需全面分析出现多解的可能性,以免漏解.(3.巧妙透析设问隐语,判断多解的可能性.有些题目的设问本身就隐含着多解的可能.例题设问中常含有“至多”“至少”“求的范围”“满足的条件”等隐语,则该题目有产生多解的可能.要求考生务必深入分析物理过程,推理寻找临界条件或临界状态,选取相应规律求得该类题目的多解(一般为范围解.专题五、物理动态问题分析描述物理现象的各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系,当其中某个物理量变化时,其他物理量也将按照物理规律发生变化,许多命题以此设计情景要求对这种变化进行分析、讨论,即物理动态问题.该类问

21、题集中考查考生慎密的逻辑推理能力和综合分析能力,是历届高考的热点问题和难点问题. 1.案例探究例5:如图4所示,在电场强度E =5 N/C 的匀强电场和磁感应强度B =2 T 的匀强磁场中,沿平行于电场、垂直于磁场方向放一长绝缘杆,杆上套一个质量为m =10-4 k g ,带电量q =2×10-4 C 的小球,小球与杆间的动摩擦因数=0.2,小球从静止开始沿杆运动的加速度和速度各怎样变化?命题意图:考查综合分析及推理能力,B 级要求.错解分析:考生往往不能沿各物理量先后的变化顺序理顺各量制约关系,或者找不到物理过程中的突变点(即临界状态无法将过程分段逐段分析推理,列出方程.解题方法与

22、技巧:带电小球在竖直方向上受力平衡,开始沿水平方向运动的瞬间加速度:图4a 1=mmg qE (-=8 m/s 2 小球开始运动后加速度:a 2=qE -(mg -qvB /m ,由于小球做加速运动,洛伦兹力F 磁增大,摩擦力F f 逐渐减小,当mg =F 磁时,F f =0,加速度最大,其最大值为:a 3=mqE =10 m/s 2. 随着速度v 的增大,F 磁>mg ,杆对球的弹力N 改变方向,又有摩擦力作用,其加速度:a 4=qE -(qvB -mg /m .可见F f 随v 的增大而增大,a 4逐渐减小.当F f =F 电时,加速度a 5=0,此时速度最大,此后做匀速运动.由qE

23、 =(qvB -mg 解得v =15 m/s .结论:小球沿杆运动的加速度由8 m/s 2逐渐增大到10 m/s 2,接着又逐渐减小到零,最后以15 m/s 的速度做匀速运动.2.解题策略与思路物理动态命题能够突出考查考生综合分析、严密推理、灵活运用所学知识解决实际问题的综合能力,充分暴露考生思维的深刻性、全面性等品质,是高考突出能力考查的命题设计方向之一.突破该类命题的关键在于首先区分出变量和不变量,挖掘变量间的相互依赖相互制约关系;其次通过统筹分析,依据物理规律判断预测变量的变化趋势,进而找出解题思路.一般来讲,(1对于静力学动态问题(例1,宜采用“矢量图解法”,将某一力据其作用效果分解,

24、构建示意图,将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来,达到简洁迅速的判断目的.(2对于直流电路动态问题(例2,宜采用“结构分析法”,沿“局部整体局部”的思维路径,先分析局部电阻变化,根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化,再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况,进而得出结论.(3对于动力学类动态问题(例3及成像类动态问题宜采用“逐段分析法”及“临界分析法”.其基本思路为:深入分析物理过程;挖掘物理过程中的临界状态及临界条件,将过程分为不同阶段;明确不同阶段的变化量与不变量;结合物理规律依物理量的变化先后进行逻辑推理或计算,得出结论.专题六、数形结合思想与图象法解题

25、数形结合是一种重要的数学思想方法,在物理解题中有着广泛的应用,图象法解题便是一例.在高考命题中屡次渗透考查.1.案例探究例6:用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻,伏安图象如图5所示,根据图线回答: (1干电池的电动势和内电阻各多大?(2图线上a 点对应的外电路电阻是多大?电源此时内部热耗功率是多少?(3图线上a 、b 两点对应的外电路电阻之比是多大?对应的输出功率之比是多大?(4在此实验中,电源最大输出功率是多大?命题意图:考查考生认识、理解并运用物理图象的能力.B 级要求.错解分析:考生对该图象物理意义理解不深刻.无法据特殊点、斜率等找出E 、r 、R ,无法结合直流电路的相关知识求解.解

26、题方法与技巧:利用题目给予图象回答问题,首先应识图(从对应值、斜率、截面、面积、横纵坐标代表的物理量等,理解图象的物理意义及描述的物理过程:由U -I 图象知E =1.5 V ,斜率表内阻,外阻为图线上某点纵坐标与横坐标比值;当电源内外电阻相等时,电源输出功率最大.(1开路时(I =0的路端电压即电源电动势,因此E =1.5 V ,内电阻r =短也可由图线斜率的绝对值即内阻,有r =5.20.1 =0.4 此时电源内部的热耗功率P r =I a 2r =2.52×0.2=1.25 W ,也可以由面积差求得P r =I a E -I a U a =2.5×(1.5-1.0 W

27、=1.25 W4 输出功率之比:b5.7 W=2.81 W 当然直接用P 出m =E 2/4r 计算或由对称性找乘积IU (对应于图线上的面积的最大值,也可以求出此值.图52.解题策略与思路数形结合是一种重要的数学方法,其应用大致可分为两种情况:或借助于数的精确性来阐明形的某些属性,或借助于形的几何直观性来阐明数之间某种关系.图象法解题便是一例。由于图象在中学物理中有着广泛应用:(1能形象地表述物理规律;(2能直观地描述物理过程;(3鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势.所以有关以图象及其运用为背景的命题,成为历届高考考查的热点,它要求考生能做到三会:(1会识图:认识图象,理解图象的物理意

28、义;(2会做图:依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象,且能对图象变形或转换;(3会用图:能用图象分析实验,用图象描述复杂的物理过程,用图象法来解决物理问题.通常我们遇到的图象问题可以分为图象的选择、描绘、变换、分析和计算,以及运用图象法求解物理问题几大类:(1求解物理图象的选择(可称之为“选图题”类问题可用"排除法".即排除与题目要求相违背的图象,留下正确图象;也可用"对照法",即按照题目要求画出正确草图,再与选项对照解决此类问题的关键就是把握图象特点、分析相关物理量的函数关系或物理过程的变化规律.(2求解物理图象的描绘(可称之为“作图题”问题的方法

29、是,首先和解常规题一样,仔细分析物理现象,弄清物理过程,求解有关物理量或分析其与相关物理量间的变化关系,然后正确无误地作出图象.在描绘图象时,要注意物理量的单位,坐标轴标度的适当选择及函数图象的特征等.(3处理有关图象的变换问题,首先要识图,即读懂已知图象表示的物理规律或物理过程,然后再根据所求图象与已知图象的联系,进行图象间的变换.(4在定性分析物理图象时,要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量,要区分图象中相关物理量的正负值物理意义,要注意分析各段不同函数形式的图线所表征的物理过程.要弄清图象物理意义,借助有关的物理概念、公式、定理和定律作出分析判断,而对物理图象定量计算时,要搞清图象所揭

30、示的物理规律或物理量间的函数关系,要善于挖掘图象中的隐含条件.明确有关图线所包围的面积、图象在某位置的斜率(或其绝对值、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义.根据图象所描绘的物理过程,运用相应的物理规律计算求解.(5在利用图象法求解物理问题(可称之为“用图题”时,要根据题意把抽象的物理过程用图线表示出来,将物理间的代数关系转化为几何关系、运用图象直观、简明的特点,分析解决物理问题.专题七、对称思想在物理解题中的应用对称方法是速解高考命题的一种有效手段,是考生掌握的难点.1.案例探究例7:(镜物对称如图6所示,设有两面垂直于地面的光滑墙A 和B ,两墙水平距离为1.0 m ,从距地面高19.

31、6 m 处的一点C 以初速度为5.0 m/s ,沿水 平方向投出一小球,设球与墙的碰撞为弹性碰撞,求小球落地点距墙A 的水平距离.球落地前与墙壁碰撞了几次?(忽略空气阻力命题意图:考查考生综合分析、推理归纳的能力.B 级要求. 错解分析:部分陷于逐段分析求解的泥潭,而不能依对称性将整个过程等效为一个平抛的过程,依水平位移切入求解.解题方法与技巧:如图7所示,设小球与墙壁碰撞前的速度为v ,因 为是弹性碰撞,所以在水平方向上的原速率弹回,即v =v ;又墙壁光滑,所以在竖直方向上速率不变,即v =v ,从而小球与墙壁碰撞前后的速度v 和v 关于墙壁对称,碰撞后的轨迹与无墙壁时小球继续前进的轨迹关

32、于墙壁对称,以后的碰撞亦然,因此,可将墙壁比作平面镜,把小球的运动转换为统一的平抛运动处理,由h =21gt 2和n =d t v 0可得碰撞次数n =d v 0g h 2 =15×8.96.192 次=10次.由于n 刚好为偶数,故小球最后在A 墙脚,即落地点距离A 的水平距离为零.2解题策略与思路<1>.高考命题特点对称法作为一种具体的解题方法,虽然高考命题没有单独正面考查,但是在每年的高考命题中都有所渗透和体现,从侧面体现考生的直观思维能力和客观的猜想推理能力.既有利于高校选拔能力强素质高的优秀人才,又有利于中学教学对学生的学科素质和美学素质的培养.作为一种重要的物

33、理思想和方法,相信在今后的高考命题中必将有所体现.<2>.利用对称法解题的思路(1.领会物理情景,选取研究对象.在仔细审题的基础上,通过题目的条件、背景、设问,深刻剖析物理现象及过程,建立清晰的物理情景,选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态.图6图7(2.透析研究对象的属性、运动特点及规律.(3.寻找研究对象的对称性特点.在已有经验的基础上通过直觉思维,或借助对称原理的启发进行联想类比,来分析挖掘研究对象在某些属性上的对称性特点.这是解题的关键环节.(4.利用对称性特点,依物理规律,对题目求解.专题八、利用物理状态及物理过程的分析求解成功的高考命题具有立意高、情

34、境新、设问巧的特点.尽管"立意"是考题的灵魂,但是复杂新颖的情境设置同样是命题者苦心经营的重要环节,考生能否从复杂的物理情景中,对物理状态和过程作出清晰明了的认识和分析是重点的问题也是一个难点问题.1.案例探究例8:如图8所示,一根长为l 的轻绳,一端固定在O 点,另一端拴一个质量为m 的小球.用外力把小球提到图示位置,使绳伸直,并在过O 点的水平面上方,与水平面成30°角.从静止释放小球,求小球通过O 点正下方时绳的拉力大小. 命题意图:考查考生对物理过程和状态的分析能力及综合能力.错解分析:考生缺乏层层深入的分析能力,忽视了悬绳从伸直到对小球有拉力为止的短暂过

35、程中,机械能的损失,直接对小球从初位置到末位置列机械能守恒的方程求最低点速度,导致错误.解题方法与技巧:选小球为研究对象,其运动过程可分为三个阶段如图8-1所示:(1从A 到B 的自由落体运动.据机械能守恒定律得:mgl =21mv B 2 (2在B 位置有短暂的绳子对小球做功的过程,小球的速度由竖直向下的v B 变为切向的v B ,动能减小.则有:v B =v B cos30° (3小球由B 点到C 点的曲线运动,机械能守恒 则有:21mv B 2+mgl (1-cos60°= 21mv C 2 在C 点由牛顿第二定律得T -mg =m l v C 2 图8-1图8联立解

36、得 T =2一个物理问题的求解,很重要的环节即是对题目中包含物理过程和物理状态的分析,只有对物理过程的本质作深刻的透析,才能发现其遵循的规律,才能选择相应的物理公式、规律去求解某状态下的未知状态参量或某过程中未知过程量,达到对问题的求解目的.一般说,一个具体的物理问题可能是只讨论某一确定状态下各参量间关系;有些复杂问题往往包含几个或多个连续复杂的过程,这就要求考生树立善于将复杂过程隔离分为若干个不同阶段来处理的意识,对每个阶段初末状态及每个过程遵循的不同物理规律作深入的分析,同时要注意两相邻阶段中间状态,或某过程中临界状态的分析.所有这些如果都分析清楚了,一般说来问题的解决思路也就明确了.专题

37、九、守恒思想在物理解题中的应用在物理变化的过程中,常存在着某些不变的关系或不变的量,在讨论一个物理变化过程时,对其中的各个量或量的变化关系进行分析,寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量,则成为研究这一变化的过程的中心和关键.这就是物理学中最常用到的一种思维方法守恒法.1.案例探究例9:如图9所示,金属杆a 在离地h 高处从静止 开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B ,水平部分导轨上原来放有一金属杆b .已知杆的质量为m a ,且与b 杆的质量比为m a m b =34,水平导轨足够长,不计摩擦,求:(1a 和b 的最终速度分别是多大?(2整个过程中回

38、路释放的电能是多少?(3若已知a 、b 杆的电阻之比R a R b =34,其余电阻不计,整个过程中a 、b 上产生的热量分别是多少?命题意图:考查对机械能守恒定律、动量守恒定律及能的转化和守恒定律的理解运用能图9力及综合分析能力.B 级要求.错解分析:不深入分析整个物理过程的特点,受思维定势影响.套用电磁感应定律及欧姆定律,试图用直流电路特点求解a 、b 杆上产生的热量,使思路受阻,无法求解.解题方法与技巧:(1a 下滑h 高过程中机械能守恒m a gh =21m a v a 2 a 进入磁场后,回路中产生感应电流,a 、b 均受安培力作用,a 做减速运动,b 做加速运动,经一段时间,a 、

39、b 速度达到相同,之后回路的磁通量不发生变化,感应电流为0,二者匀速运动,其速度即为a 、b 共同的最终速度,设为v .由过程中a 、b 系统所受合外力为0,动量守恒: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,回路中产生的电能等于a 、b 系统机械能的损失,所以E =m a gh -21 (m a +m b v a 2=72m a gh (3回路中产生的热量Q a +Q b =E ,在回路中产生电能的过程中,虽然电流不恒定,但通过a 、b 的电流总相等,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.解题策略与思路<1>.高考命题走势人们在认识客观世界的过程中积累了大量的经验,总结出许多守恒定律.建立在守恒定律之下的具体的解题方法守恒法可分为:动量守恒法,能量转化与守恒法,机械能守恒法,电荷守恒法及质量守恒法等.动量守恒和能量守恒定律是物理学中普遍适用的定律之一,是物理教材的知识主干,也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗透的重点,且常见于高考压轴题中.<2>解题思路利用守恒定律(包括机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质量守恒分析解决物理问题的基本思路.明确研究系统及

41、过程.分析相互作用的物体在该过程中所受力情况及做功情况.判定系统的机械能或动量是否守恒.确定其初、末态相对应的物理量.正确选择守恒表达式,列出守恒方程,求解.注:(1在利用机械能守恒时,要选取零势面.(2在利用动量守恒定律时,要注意“矢量性”“同时性”“统一性”.专题十、高考实验设计型命题的求解策略所谓设计性实验,是指据现行物理大纲要求,在学生掌握的基本实验原理基础上,应用基本测量仪器自行设计实验方案的实验,设计性实验命题的考查内容,涉及到对实验原理的再认识和加工,实验方案的确定(实验器材的选择和迁移运用,实验步骤的安排 ,实验数据的处理方法,误差的分析及对实验的总结和评价等.考生在应试过程的

42、缺陷通常表现在以下几个方面:一方面:平时缺乏对实验思想方法(如模拟法,转换法,放大法,比较法,替代法等进行归纳,在全新的实验情景下,找不到实验设计的原理,无法设计合理可行的方案. 另一方面:受思维定势影响,缺乏对已掌握的实验原理,仪器的使用进行新情境下的迁移利用,缺乏创新意识.1.案例探究例10.实验室有一个可拆变压器,请设计一个实验方案, 估测出变压器原、副线圈的匝数,所给实验器材有:一个可拆变压器、交流电压表、直流电源、滑线变阻器,小磁针、200 V 交流电源 、电键各一个、铜漆包线(规格与变压器原线圈所用漆包线相同及导线若干. 命题意图:考查综合运用学习知识进行实验设计的创新能力,B 级要求.错解分析:思维缺乏创新,无法灵活运用变压器原理,构思巧妙的设计思路.解题方法与技巧:依图10(a 连接电路,然后将小磁针的N 极靠近原线圈的一端,根据偏转情况判定线圈的绕向.按照与原线圈相同的绕向,用铜漆包线在原线圈上加绕n (例如100匝,将加绕后的线圈接入220 V 交流电路(如图10(b 所示,读出交流电压表的示数U1图10拆除加绕的n 匝线圈,仍将原线圈接入220 V 交流电路,闭合电键后,读出交流电压表的示数U 2,则有1220U =21n n n + 2220U =21n n 得:n 1=121U U