高考二轮复习物理课件（新高考新教材）第三编高考关键能力专项专项三推理论证能力

专项三推理论证能力能力概述《中国高考评价体系》将所考查的素质教育目标提炼为“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”四层内容。其中的关键能力包含了三个方面的关键能力群:知识获取能力群、实践操作能力群和思维认知能力群,推理论证就是思维认知能力群里的重要一项。推理可以分为归纳推理、演绎推理、类比推理、分析与综合四大类。能力剖析一、归纳推理归纳推理是一种由个别到一般的推理方法。它通过许多个别的事例,归纳出它们所共有的特性,从而得出一个一般性的结论。归纳法可以先举事例再归纳结论,即我们通常所说的归纳法,归纳法是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。应用归纳推理解决物理问题的一般流程如下图:分析物理过程(确定是重复性多过程运动,即归纳法可用)→选择物理规律(根据题目给定的运动条件,确定解题的物理规律)→逐段定量计算(利用规律搜集个别阶段的结果,一般取前三段)→得出一般结论(由个别到一般,完成归纳推理过程)→解决具体问题(根据题目要求完成对题目的解答)典例示范1(多选)(2020全国Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为(

)A.48kg

B.53kgC.58kg D.63kgBC解析

[解法一]应用动量守恒定律(详见[归纳推理])[解法二]应用动量定理物块与运动员作用过程中,对物块应用动量定理,以第二次作用前物块运动的方向为正方向第一次:

I1=-mv0-0第二次:I2

=-mv0-mv0=-2mv0第三次:I3=-mv0-mv0=-2mv0……第n次:In=-mv0-mv0=-2mv0n次作用后,运动员对物块的总冲量为I=

I1+

I2+

I3+…+

In=-(2n-1)mv0物块对运动员的冲量与运动员对物块的冲量等大反向所以物块对运动员的冲量为I'=

(2n-1)mv0对运动员运用动量定理I'=

m0vn根据题意,运动员的速度需满足v7<5.0

m/s和v8>5.0

m/s由v7<5.0

m/s可得m0>52

kg由v8>5.0

m/s可得m0<60

kg所以运动员的质量范围为52

kg<m0<60

kg。【归纳推理】

分析过程运动员推开物块后,物块经挡板反弹会追上运动员,运动员再次将其推开,如此反复,符合重复性多过程运动的特点选择规律冰面水平且不计摩擦力,因此,在运动员推开物块的过程中,运动员和物块组成的系统动量守恒,可用动量守恒定律解题解决问题第8次推物块之前,物块能追上运动员,运动员的速度需满足v7<5.0

m/s;第8次推物块之后,反弹的物块不能再追上运动员,运动员的速度需满足v8>5.0

m/s。由v7<5.0

m/s可得m0>52

kg,由v8>5.0

m/s可得m0<60

kg,所以运动员的质量范围为52

kg<m0<60

kg二、演绎推理演绎推理,就是从一般性的前提出发,通过推导即“演绎”,得出具体陈述或个别结论的过程。演绎推理有三段论、假言推理、选言推理、关系推理等形式。三段论是演绎推理的一般模式,包含三个部分:大前提——已知的一般原理,小前提——所研究的特殊情况,结论——根据一般原理,对特殊情况作出判断。典例示范2(2021全国甲卷)如图所示,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块从平板与竖直杆的交点Q处由静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将(

)A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大D解析

受力分析如图所示:思维流程如下:【演绎推理】

三、类比推理类比推理法是指将两个(或两类)研究对象进行对比,分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律,然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法。类比推理的模式表示如下:X对象具有属性a、b、c,另有属性d,X'对象具有属性a、b、c,推理:X'对象可能也有属性d。在处理一些物理背景很新颖的题目时,可以尝试着使用这种方法。典例示范3(2021北京卷)类比是研究问题的常用方法。(1)情境1:物体从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一个与运动方向相反的空气阻力Ff=kv(k为常量)的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程G-kv=m(①式)描述,其中m为物体质量,G为其重力。求物体下落的最大速率vm。(2)情境2:如图甲所示,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为R。闭合开关S,发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式,写出电流I随时间t变化的方程,并在图乙中定性画出I-t图线。(3)类比情境1和情境2中的能量转化情况,完成下表。

情境1情境2物体重力势能的减少量

物体动能的增加量

电阻R上消耗的电能解析

(1)当物体下落速度达到最大速度vm时,G=kvm如图所示

(3)情境1情境2物体重力势能的减少量电源提供的电能物体动能的增加量线圈磁场能的增加量克服阻力做功消耗的机械能电阻R上消耗的电能【类比推理】

(3)利用类比推理可得:情境1情境2物体重力势能的减少量电源提供的电能物体动能的增加量线圈磁场能的增加量克服阻力做功消耗的机械能电阻R上消耗的电能四、分析与综合分析与综合能力的要求是:能够独立地对所遇到的问题进行具体分析,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出其中起重要作用的因素及有关条件;能够把一个较复杂的问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够理论联系实际,运用物理知识综合解决所遇到的问题。(1)在处理物理问题时,要对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、过程和情境,找出对问题产生影响的各种因素,区别各因素的地位和作用。不仅对复杂的问题需要这样做,对较简单的问题也需要这样做,只有分析清楚,才能得出正确答案。(2)对于比较复杂的问题,首先要对问题进行具体分析,分析清楚与问题有关的各个方面,找出它们之间的联系;要能够把复杂的问题分解成若干简单的问题;然后综合应用多方面的知识和可利用的方法解决遇到的问题。典例示范4(多选)(2022全国乙卷)质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10m/s2。下列说法正确的是(

)A.4s时物块的动能为零B.6s时物块回到初始位置C.3s时物块的动量为12kg·m/sD.0~6s时间内F对物块所做的功为40JAD解析

设F0=4

N,物块与地面间的摩擦力大小为Ff=μmg=2

N,0~3

s内对物块由动量定理可知(F0-Ff)t1=mv3,解得v3=6

m/s,3

s时物块的动量为p=mv3=6

kg·m/s,故C错误;设3

s后经过时间t物块的速度减为0,由动量定理可得-(F0+Ff)t=0-mv3,解得t=1

s,所以物块在4

s时速度减为0,此时物块的动能也为0,故A正确;设0~3

s内物块的位移大小为x1,由动能定理可得(F0-Ff)x1到初始位置,故B错误;0~3

s内物块的位移大小为x1,3~6

s内物块的位移大小为x3-x2,故0~6

s内拉力所做的功为W=F0x1+F0(x3-x2)=40

J,故D正确。【分析与综合】根据题目选项,本题可以分别研究0~3

s、3~4

s、4~6

s的运动情况,再综合分析物块0~6

s