高中物理八大解題方法之三：辨析法

1、辨析法一一物理高考新題型：辨析題的解法江蘇省特級(jí)教師戴儒京筆者對(duì)物理高考試卷長期研究，發(fā)現(xiàn)最近幾年出現(xiàn)與眾不同的新題型，此題型題以 高考上海卷為最多，筆者不妨稱其為 錯(cuò)誤辨析題，或錯(cuò)誤糾正題，或辨析題。1、 辨析題的形式辨析題通常是先出題干，象一般的物理題一樣，給出已知條件和要求的問題，與 一般的物理題不同的是，然后以 某同學(xué)的解法如下”為開始，給出 某同學(xué)”對(duì)此題的解， 最后問道你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)對(duì)該解法作出評(píng)價(jià)并說明理由?！被蚰阃馍鲜鼋夥▎?？若同意，求出 ；若不同意，則說明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。”2、 辨析題的優(yōu)點(diǎn)辨析題中，通常 某同學(xué)”的解法是錯(cuò)誤的，但是，這個(gè)錯(cuò)誤不是明顯

2、的公式或 計(jì)算的錯(cuò)誤，而是似是而非，或者對(duì)物理概念及物理規(guī)律理解的錯(cuò)誤，或者對(duì)物理 狀態(tài)及物理過程分析的錯(cuò)誤，符合當(dāng)前對(duì)考核多元化的要求，即不僅考查知識(shí)和技 能，而且考查過程和方法。這樣的題目，有利于考查學(xué)生的理解能力和分析能力， 就是對(duì)物理概念和物理規(guī)律的深入理解和及對(duì)物理狀態(tài)和物理過程的正確分析。在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，這些題都是學(xué)生容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，用這樣的題目對(duì)他們進(jìn)行 訓(xùn)練，有利于避免類似的錯(cuò)誤。下面通過例題說明。一、力學(xué)1 .細(xì)繩與彈簧如圖1所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為li、12的兩根細(xì)線上，1i的 一端系在天花板上，與豎直方向夾角為，12水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將12剪

3、斷，求剪斷瞬間物體的加速度。-19 -OO(1)下面是某學(xué)生對(duì)該題的一種解法：解：設(shè)11線上拉力為T1, 12線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平 衡：Ticos =mg,Tisin =T2,所以 T2=mgtan .剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在反方向獲得加速度，因?yàn)?mgtan =ma,所 以a= gtan ,方向在丁2反方向。你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)對(duì)該解法作出評(píng)價(jià)并說明理由。(2)若將圖1中的細(xì)線li改為長度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖 2所示，其他 條件不變，求解的步驟與(1)完全相同，即a= gtan ，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？ 解：(1)結(jié)果不正確。因剪斷線12

4、的瞬間，T2突然消失，T1也要發(fā)生變化。將重 力mg加以分解，其沿11方向的分力為F1=mg cos ,由于此時(shí)小球速度 v=0,所以T1變?yōu)椋篢/- mg cos =0, 即 T/ =mg cos (上解中 T1二mg /cos ),重力沿垂直于l1方向的分力為F2=mg sin ,貝 a=gsin ，方向垂直于 l1。(2)結(jié)果正確。因剪斷線l2的瞬間，T2突然消失，但彈簧l1的長度不能發(fā)生突變， T1的大小和方向都不發(fā)生變化。討論：如果三個(gè)力是抽象的力，若F1、F2、F3三力平衡，撤去F1的瞬間，物體的加速度為：a=F1/m,其方向與F1方向相反。對(duì)于具體的力，如本例，要具體分析 其變化

5、情況。2 .運(yùn)動(dòng)學(xué)要求摩托車由靜止開始在盡量短的時(shí)間內(nèi)走完一段直道，然后駛?cè)胍欢伟雸A形的彎道，但在彎道上行駛時(shí)車速不能太快，以免因離心作用而偏出車道.求摩托車在直道上行駛所用的最短時(shí)啟動(dòng)加速度口 14 m/s2制動(dòng)加速鹿58 m/s2直道最大速度VI40 m/s彎道最大速度吃20 m/s直道長度521S m間.有關(guān)數(shù)據(jù)見表格.某同學(xué)是這樣解的：要使摩托車所用時(shí)間最短，應(yīng)先由靜止加速到最大速度 V1 = 40 m/s,然后再減速到V2= 20 m/s,t二t2 =V1 V21a2t= t1 + t2你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否合理？若合理，請(qǐng)完成計(jì)算；若不合理，請(qǐng)說明理由，并用 你自己的方法算出正確

6、結(jié)果.分析：按照該同學(xué)的解法,tlVi40- sa1410s, t2V1V2a240 20 s82.5s ,t ti t2 12.5s,那么，摩托車在直道上的位移為2Vi2a-22V1v22a222_ 24024022022 428275m 218m,由于大于直道長度，所以非出事不可。因此是不合理的正確的解：解法1公式法：根據(jù)以上原因，摩托車的最大速度應(yīng)小于則摩托車在直道上運(yùn)動(dòng)的長度為222V V v I .s218m,解得V 36m/s。所以2al2a2v, v v236 20 cL 9s,12 s 2s, t t t2 11s0a1a28解法2圖象法：畫出v t草圖如下:則摩托車在直道上運(yùn)

7、動(dòng)的長度為s -t12v v2 .12218m ,又 v a1t1 ,2v V2a2t2,三式聯(lián)立解得:t2 2s, t1 9s,所以 t t1 t211s3.衛(wèi)星一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星表面的重力加速度為 g引，行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量 m之比M/m=81,行星的半徑R行與衛(wèi)星的半徑 R衛(wèi)之比R彳e/R衛(wèi)二3.6，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑 R行之比r/R彳=60。設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為 g衛(wèi)，則在衛(wèi)星表面有：GMm r1重力加速度的。3600上述結(jié)論是否正確？若正確，列式證明；若錯(cuò)誤，求出正確的結(jié)果。解：上述結(jié)論錯(cuò)誤，正確的是:M衛(wèi)mM行mG-mg衛(wèi)，G一廣R衛(wèi)R亍

8、mg行。所以_213.628110.16從上述數(shù)據(jù)可知，行星為地球，衛(wèi)星為月球，&月 - 0.16g地 6討論：上述解法錯(cuò)誤的原因在于沒有搞清衛(wèi)星表面的重力加速度g衛(wèi)是衛(wèi)星對(duì)其表面物體的引力產(chǎn)生的加速度，故有 G2m mg衛(wèi)，其中M衛(wèi)是衛(wèi)星的質(zhì)量，R衛(wèi)是衛(wèi) R衛(wèi)星的半徑；而原式GM% mg衛(wèi)中M是行星的質(zhì)量，r是行星與衛(wèi)星之間的距離，所 r求的不是g衛(wèi)而是衛(wèi)星繞行星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度?？梢?，對(duì)物理量，要搞清它的物理意義，在計(jì)算中，可用下標(biāo)表明它的物理意義。4.平拋運(yùn)動(dòng)如圖3所示，一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為300的斜面連接,一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng)

9、。面與斜面均光滑，取 g=10m/s2）.某學(xué)生對(duì)此題的解法為：求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間 （平mg衛(wèi)。經(jīng)計(jì)算得出：衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的小球沿斜面運(yùn)動(dòng)，則:h *1*2-v°t -gsin t , sin2由此可求得落地的時(shí)間t.你同意上述解法嗎？若同意，求出所需時(shí)間；若不同意，則說明理由并求出你認(rèn) 為正確的結(jié)果。解：不同意。因小球離開 A點(diǎn)后應(yīng)做平拋運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：由 h 1 gt2得* V20.2s。這個(gè)結(jié)果是否正確，還要看小球平拋的水平距離s v0t 5 0.2m 1.0m 與斜面 nr-一的水平邊長l 02；3m 0.346m的關(guān)系，s >l

10、t 0.2s即為所求cot結(jié)果。討論：假如s<l ,則小球平拋后還會(huì)落到斜面，所求結(jié)果則不正確。本題 某同學(xué)”錯(cuò)誤之處在于沒有正確分析小球離開A后的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，把平拋運(yùn)動(dòng)誤為沿斜面的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。二、電學(xué)5.庫侖定律真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相距 10cm,它們之間相互作用力大小為 9X10-4N。當(dāng)它們 合在一起時(shí)，成為一個(gè)帶電量為 3X10-8C的電電荷，問原來兩電荷的電量各為多少？某同學(xué)求解如下：根據(jù)電量守恒定律：q1+q2 =3xi0-8c =a22 2根據(jù)庫侖定律：q1q2F (10 10J 9 10 4C2 1 10 15C2 bk9 1092q1aa2 4b2以q2=b/q1代入

11、式得：q1 aq b 03 10 8.9 10 16 4 10 15c2根號(hào)中的數(shù)值為負(fù)，經(jīng)檢查，運(yùn)算無誤。試指出求解過程中的問題并給出正確的 解答。解答：若q1與q2異號(hào)，不妨設(shè)q1為正，q2為負(fù)，并設(shè)q1>q2,則式應(yīng)為 qq2=a將q2=b/q1代入式得：q； aq b 0281615解得：q1 a_4b 3-0"9 104-0c=5xi0-8c（取+號(hào)），22將 qi=5X10-8c 代入得：q2=-2 M0-8c.討論：仔細(xì)讀題會(huì)發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)點(diǎn)電荷之間作用力大小為9X10-4N,應(yīng)該有兩種可能，即兩電荷為同號(hào)或兩電荷為異號(hào)，若為同號(hào)，當(dāng)它們合在一起時(shí)，求總電量用式；若為

12、 異號(hào)，當(dāng)它們合在一起時(shí)，求總電量用式。當(dāng)將式代入式時(shí)，出現(xiàn)根號(hào)中的數(shù)值 為負(fù)，山窮水盡疑無路”；當(dāng)將式代入式時(shí)，根號(hào)中的數(shù)值便為正了，柳暗花明又一村”。自然現(xiàn)象是復(fù)雜的，我們的頭腦也要復(fù)雜起來。當(dāng)一種解題思路受阻而走不 下去時(shí)，要換一種思路；當(dāng)在一個(gè)地方打井打不出水時(shí)，要換一個(gè)地方打井，而不要在 原地繼續(xù)挖下去了，這就是 多向思維解題法某同學(xué)求解過程只想到一種可能便以為是全部情況，在解答過程進(jìn)入絕境時(shí)束手無策，沒有多向思維的能力。6.電場1.如圖所示，帶正電小球質(zhì)量為 m 1 10 2kg，帶電量為q 1 10 6C ,置于光滑絕 緣水平面上的A點(diǎn).當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場時(shí) ，該小球從

13、靜止開始始終沿水平面 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)時(shí)，測得其速度 vB 1.5m/s,此時(shí)小球的位移為S 0.15m.求此勻強(qiáng)電場E的取值范圍.（g 10m/s）某同學(xué)求解如下：設(shè)電場方向與水平面之間夾角為 ，由動(dòng)能定理 /2rrccqEScos- mvB 0,得 E 吧B一 =V/m. （1） 由題意可知0,所以22qScos cos當(dāng)E 7.5 104V/m時(shí)，小球?qū)⑹际冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng).經(jīng)檢查，計(jì)算無誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處 需有請(qǐng)予補(bǔ)充.解：該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處.為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng)，電場力在豎直方向的分力必須小于等于重力qE sin mgmg(2)得

14、 sin (3)qE2由(1)得 cos1T1VB(4)2qESmg2Sg2 0.15 104tg2-mvB vB 2.253"2S, 一.4由(5)得 sin(6),5(6)代入(2)得2o116o11m V 10一 4 一 5_ 51.25 10 V /m .即7.5 104V/m E 1.25 105V/m2.如圖，一對(duì)平行金屬板水平放置板間距為d,上板始終接地，長度為d/2、質(zhì)量均勻分布的絕緣桿，上端可繞上板中央的固定軸 O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，下端固定一帶 正電的輕質(zhì)小球，其電荷量為q。當(dāng)兩板間電壓為Ui時(shí)，桿靜止在與豎直方向 OO'夾角 =30的位置，若兩金屬板在豎直

15、平面內(nèi)同時(shí)繞O、O'順時(shí)針旋轉(zhuǎn)=15 至圖中虛線位置時(shí)，為使桿仍在原位置靜止，需改變兩板間電壓。假定兩板間始終為勻強(qiáng)電場。 求：(1)絕緣桿所受重力 G;(2)兩板旋轉(zhuǎn)后板間電壓 U2；(3)在求前后兩種情況中帶電小球的電勢能W1與W2時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為由于在兩板旋轉(zhuǎn)過程中帶電小球位置未變，電場力不做功，因此帶電小球的電勢能不變。你若認(rèn)為 該同學(xué)的結(jié)論正確，計(jì)算該電勢能，若認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò)誤， 說明理由并求 W1與W2。【解析】(1) GLsin30 =qULsin30 ,解得：G = 2qU1, 2dd八 八LqU2sin30 cos15V3+ 1 G2sin30 =dcos15 Ls

16、in45 ，斛信：U2=一45U1 =1-U1，(3)該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò)誤，因?yàn)樯习褰拥?，板旋轉(zhuǎn)后，板間電場強(qiáng)度發(fā)生變化，電場的零勢能面改變了， 帶電小球所在處相對(duì)零勢能面的位置也改變了，所以小球的電勢能也改變了。金屬板轉(zhuǎn)動(dòng)前，帶電小球與零勢能面間的電勢差為U/ =Lcos30d,3U1 = T3Lcos45 1U1,電勢能W1=qU1，=于qU1,轉(zhuǎn)動(dòng)后,U2'= 6:”，電勢能W2=qU2,1 qU1,7.電磁感£1.如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架 MNPQ固定板個(gè)與水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，框架的電阻非均勻分布，將質(zhì)量 m

17、=0.1kg, 電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從 Xo 1m處以Vo 2m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a 2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求:(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m,框架產(chǎn)生的焦耳熱 Q;(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過程中通過ab的電量q,某同學(xué)解法為：先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s,以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R,然后代入q=V BLsRR R qBLs _2cS 2cm p0 240pal2 3R 12 22_

18、 SE 8.85*10 c /N m Emml21 m ,、一、，求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果。Fs 0.2 0.5J0.1J【解析】a F, F ma 0.2N , m框架產(chǎn)生的焦耳熱Q等于克服安培力做功，所以 Q W一一人”一一 F 02(2)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用，F(xiàn) BIL,所以I A 1A,BL 0.4 0.5又I E -BLv,所以R R22BLv BLV。 2as BL,v。2a(x° x)R 0 0.2 4 4(1 2x) 0.4 x .注意：x是金屬棒 ab的位置坐標(biāo)，而不是金屬棒運(yùn)動(dòng)的位移s,所以x x0 s,即sXox(3)錯(cuò)誤

19、之處：因框架的電阻非均勻分布，所求 R是0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻 R,不是平均值。正確解法：因電流不變，所以 q It 1 0.4c 0.4c本題考查電磁感應(yīng)、電路與牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合應(yīng)用。2.電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Q的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5 Q,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端 ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱 0=0=。(取g = 10陰/)求:金屬棒在此過程中克服安培力的功練

20、；(2)金屬棒下滑速度產(chǎn)=目時(shí)的加速度厘.(3)為求金屬棒下滑的最大速度,有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理斷_甌_ = 192史發(fā)2茶，。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題;若不正確，給出正確的解答?！敬鸢浮?1)下滑過程中安培力的功即為在金屬棒和電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于 八分，因此a = 3Q, = 0.3：d也十。產(chǎn)。4八三見L =V(2)金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力,sin 300- -v - ma由牛頓第二定律.皿 爐/ 口/0.83x0.75ax2鼻a = gsm300v = 10x 3/ s j二-th一 二二 .5-5i(3)此解法正確。爐7?金屬棒下滑時(shí)重力和安培力作用

21、，其運(yùn)動(dòng)滿足附宮sin 300- -廿二期點(diǎn)K + r上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。無論最終是否 達(dá)到勻速，當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)速度一定為最大。由動(dòng)能定理可以得到棒的末速度，因 此上述解法正確。2處m3?？?至二m11 2x042乂加】5鶯-亡二【解析】進(jìn)一步研究，當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)，最終是否達(dá)到勻速？假設(shè)軌道足夠長根據(jù)力的平衡,ing sin =,解得曬(即能夠達(dá)到勻速)，求此勻速的速度 vm.wigsin 30。- (R +<)門產(chǎn),代入數(shù)據(jù)得 = 5.% =0后。因?yàn)?所以金屬棒下滑到最低點(diǎn)時(shí)還沒有達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)，焦耳定律，動(dòng)能定

22、理，牛頓定律等綜合知識(shí)和分析能力。第1步，要注意：下滑過程中安培力的功即為在金屬棒和電阻上產(chǎn)生的焦耳熱之和，然后根據(jù)比例法求解，如果認(rèn)為下滑過程中安培力的功即為電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Qr,就錯(cuò)了，如果這一步錯(cuò)，則第 3步也錯(cuò)，因?yàn)榈?步中廿二或01n300- 醫(yī) n|2 x10xl. 15 x- - 二 C 二 2一74(煙/ 工)V附120.2式用到第1步中的結(jié)果Q=0.4J,而不是0.1J。所以考試時(shí)第1步更要謹(jǐn)慎。三、振動(dòng)與波8.波的圖象有兩列簡諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為 v= 2.5m/s。在t = 0時(shí)，兩列波的波峰正好在 x= 2.5m處重合，如圖所示。(1)求

23、兩列波的周期 Ta和Tb。(2)求t=0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置。(3)辨析題：分析并判斷在 t=0時(shí)是否存在兩列波的波谷重合處某同學(xué)分析如下：既然兩列波的波峰存在重合處，那么波谷與波谷重合處也一定存在。只要找到這兩列波半波長的最小公倍數(shù),即可得到波谷與波谷重合處的所有位置。你認(rèn)為該同學(xué)的分析正確嗎？若正確，求出這些點(diǎn)的位置。若不正確，指出錯(cuò)誤處并通過計(jì)算說明理由。解析：(1)從圖中可以看出兩列波的波長分別為A=2.5m,灰=4.0m,因此它們的周期分別為Ta2.5s= 1s2.5b 4.0“Tbs= 1.6sv 2.5(2)兩列波的最小公倍數(shù)為S= 20m t=0時(shí)，兩列波的波峰生命

24、處的所有位置為x= ( 2.5 20k) m, k= 0, 1, 2,3,(3)該同學(xué)的分析不正確。要找兩列波的波谷與波谷重合處，必須從波峰重合處出發(fā)，找到這兩列波半波長的廳數(shù)倍恰好相等的位置。設(shè)距離 x=2.5m為L處兩列波的波谷與波谷相遇，并設(shè)L= (2m1) yL= (2n1),式中 m、n均為正整數(shù)只要找到相應(yīng)的m、n即可將 = 2.5m,方=4.0m代入并整理，得2m 1a 4.0 82n 1b 2.5 5由于上式中m、n在整數(shù)范圍內(nèi)無解，所以不存在波谷與波谷重合處。同步練習(xí)1. 一顆正在繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，由于受到阻力作用則將會(huì)出現(xiàn)：A、速度變??；B、動(dòng)能增大；C、角速度變??；D

25、、半徑變大。某同學(xué)解法如下：當(dāng)衛(wèi)星受到阻力作用時(shí)，由于衛(wèi)星克服阻力做功， 故動(dòng)能減小,速度變小，為了繼續(xù)環(huán)繞地球，根據(jù)衛(wèi)星速度GMr可知，V減小，則半徑R必增大，又因2 v ,故變小，可見應(yīng)該選 A、C、DT r請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由.如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果.2.已知萬有引力常量 G,地球半徑R,月球和地球之間的距離 r,同步衛(wèi)星距地 面的高度h,月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期 T,地球的自轉(zhuǎn)周期To,地球表面的重力加速度 g, 某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)4 2h3GTo22GMm 4動(dòng)，由一二 m-二 h 得：Mh2To2(1)請(qǐng)判

26、斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由.如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié) 果.(2 )請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果.3. 一擺長為L的擺，擺球質(zhì)量為 m,帶電量為一q,如果在懸點(diǎn)A放一正電荷q, 要使擺球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則擺球在最低點(diǎn)的速度最小值應(yīng)為多少？2V某同學(xué)解法如下：擺球運(yùn)動(dòng)到最局點(diǎn)時(shí)，根據(jù)mg m：,得最小速度為v <Lg ,由于擺在運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，故機(jī)械能守恒。據(jù)機(jī)械能守恒定律得:1 mv2 mg 2L 1 m( Lg)2解得：v J5gL 。請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由.如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果.4. M為懸掛在豎直

27、平面內(nèi)某一點(diǎn)的木質(zhì)小球，懸線長為L,質(zhì)量為m的子彈以水平速度Vo射入球中而未射出，要使小球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，且懸線 不發(fā)生松馳，求子彈初速度 Vo應(yīng)滿足的條件甲同學(xué)解法如下：若小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)則在最高點(diǎn)滿足：2V 9(m M)g (m M ),得取小速度為 v2 LLg1212由機(jī)械能守怛je律得：-mv0 (m M )g 2L - (m M )(. Lg)由上式解得：Vom M 5gL .m乙同學(xué)解法如下：子彈擊中木球時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得：mvo (m M )Vi1 2由機(jī)械能守怛定律得：-(m M)v12 (m M)g 2L由以上各式解得：vo m2. gL.m你同意上

28、述解法嗎？若不同意，則說明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。5.汽車正以10m/s的速度在平直公路上行駛，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以4m/s的速度作同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車立即關(guān)閉油門作加速度大小為6m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)，汽車恰好不碰上自行車，求關(guān)閉油門時(shí)汽車離自行車多遠(yuǎn)？下面是某同學(xué)的二種解法。請(qǐng)判斷其解法是否正確并給出正確的解答。解法一：S= (Vt2-Vo2) /2a=(42-102) /2 X (-6) m=7 m解法二：S=V汽2/2a-V自XV汽/a=100/(2 6)-10 4/6 m=5/3 m6.如圖所示，為一簡諧波在某一時(shí)刻的波形(實(shí)線表示)，經(jīng)過一段時(shí)間，波形變成圖中虛線所

29、示.已知波速大小為2 m/s,則這段時(shí)間可能是()A.1s B.2s C.3s D.7sx 2某同學(xué)解法如下：設(shè)波是向左傳的，則 x 2m, t s 1s；設(shè)波是向右 v 2x 6一一. 一 ,傳的，則 x 6m, t - 6s 3s；所以本題選AC。v 2該同學(xué)的解法是否完備，如有疏漏請(qǐng)補(bǔ)充。7.在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L,如圖(a)所示.一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間筋一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形.則該波的(A)周期為波長為8L.(B)周期為之 波長為8L.(C)周期為3波速為12L/ At(D)周期為

30、波速為8L/ At某同學(xué)解法如下：根據(jù)圖(b),波長為8L,周期為波速為8L/A1所以選A、D 你同意上述解法嗎？若同意，說出理由，若不同意，則求出你認(rèn)為正確的結(jié)果并說明該 同學(xué)錯(cuò)在何處。8.在如圖所示電路中，閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用 I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用AU1、AU2和AU3表示.下列比值正確的是(A) U1/I 不變，AU" 不變.(B) U2/I 變大，AU2/度大.(C) U2/I 變大，AU2/不變.(D) U3/I 變大，AU3/ 不變.某同學(xué)解法如下:P向下滑，R2變大

31、，R總變大，I變小,U1變小，U3變大，U2變大。根據(jù)部分電路歐姆定律，U1 IR1,所以Ui/I=Ri不變，AUi/AI=R不變，A正確.根據(jù)公式U2 IR2,所以U2/I=R2,從而AU2/ AI=R,因R2變大而變大，所以B正確。同理:U3/I變大，AU3/ 也變大.所以本題選 AB o(填甲”或乞”);你同意上述解法嗎？若同意，說出理由，若不同意，則求出你認(rèn)為正確的結(jié)果并說明該 同學(xué)錯(cuò)在何處。點(diǎn)評(píng)：常規(guī)要求，只要細(xì)心審題，便能得到正確答案。0.00.20.51.01.52.0工5“A>0.0000.0500,1000.1500.18004950.2059.表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈

32、泡U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):3.00.215(1)分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖(2)在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的 U-I曲線.分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而(填變大"、變小"或不變”)；(3)如圖丙所示，用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢為3V的電源上.已知流過電阻 R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為 A .0.05 OJO 0.1SG.20f/A解：(1)數(shù)據(jù)從0開始，所以是甲滑動(dòng)變阻器接為分壓器(2)圖線如下圖。電阻變大(斜率變大)對(duì)第(3)問，某同學(xué)解法如下：當(dāng) U 3V時(shí)，由于流過電阻 R的電流是流

33、過燈泡 b電流的兩倍， 由并聯(lián)電路分流特點(diǎn)可知，燈泡電阻為電阻R的兩倍，即R燈=2R,則燈泡b與R的并聯(lián)電阻R并=2R/3,由此可知燈泡 b兩端的電壓為0.75V, a燈兩端電壓為2.25V, 由U I圖象可以看出當(dāng) U = 0.75V時(shí)，I=0.13A .的兩根輕軟導(dǎo)線你同意上述解法嗎？若同意，說出理由，若不同意，則求出你認(rèn)為正確的結(jié)果并說明 該同學(xué)錯(cuò)在何處。10.如圖1所示，質(zhì)量為m=50g,長l=10cm的銅棒CD,用長度亦為水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng) 度B=0.5T。未通電時(shí)，輕線在豎直方向，通入 恒定電流后，棒向右偏轉(zhuǎn)的最大角度0 = 37求此棒中通以恒定電流的大小。同

34、學(xué)甲的解法如下：對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析，如圖2所示,當(dāng)銅棒達(dá)最大偏轉(zhuǎn)角0 = 37°時(shí)，受力平衡，有:0.05 10 tane 即 得 I mgtan37 4 7.5Amg mgBl 0.5 0.1同學(xué)乙的解法如下：銅棒向右偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖 3所示。安培力 F 做功為：WF FS BIlsin37 l sin 37重力 G 做功為： WG mgh mgl(1 cos37 )由動(dòng)能定理得：BI (l sin37 )2 mgl(1 cos37 ) 0解得：Img(1 cos37)0.05 10(1 0.8)5.56 aBl sin2 370.5 0.1 (0.6)2請(qǐng)你對(duì)同學(xué)

35、甲和乙的解答作出評(píng)價(jià)，說出支持與不支持的理由；若你對(duì)兩者都不支 持，請(qǐng)給出你認(rèn)為正確的解答。參考答案1 .答案：當(dāng)衛(wèi)星受到阻力作用后，由于衛(wèi)星克服阻力做功，故動(dòng)能減小，速度變小， 其需要的向心力小于提供的向心力(萬有引力)，衛(wèi)星必定做向心運(yùn)動(dòng)，只能降至低軌道上飛行，故R減小。在較小的軌道運(yùn)行時(shí)，由v 但M可知，V要增大，動(dòng)能、角速度也要增大。可見只有 B選項(xiàng)正確。2 .答案：(1)不正確。因?yàn)橥叫l(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑不能只算做h,而應(yīng)該是(R+h)2.23所以應(yīng)該是：GMm2 m/(R h)所以得出：M 4 (R2h)(R h)2 T02GT02(2)因?yàn)轭}中給了地球表面的重力加速度g,所以我們利用

36、這個(gè)已知條件來解：假設(shè)地面上有一個(gè)質(zhì)量為 m的物體，則對(duì)這個(gè)物體有GMmR2mg ,所以 M -gR- G這是一種方法利用地月之間的距離和月球饒地球的周期來解。設(shè)月球質(zhì)量為m:GMm2rmtT24 2r3得到m 4-4-GT23 .答案：擺球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，受到重力 mg、庫侖力、繩的拉力T作用，當(dāng)繩的22拉力T為0時(shí)速度最小，根據(jù)向心力公式可得：m" mg k?，所以有：LL22Vi2gLkm?，由于擺在運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，故機(jī)械能守恒。據(jù)機(jī)械能守恒定律得:1 2 mv2mg 2L1 2 mv1所以得:5gLkq2mL224 .答案：子彈擊中木球時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得：mvo (m M)Vi若小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則在最高點(diǎn)滿足:2V(m M )g (m M ),得取小速度為 V . Lg由機(jī)械能守恒定律得：T(m M)v12 (m M)g 2L (m M)(、Lg)2由以上各式解得：v0mM 5gL .m分析時(shí)以上學(xué)生對(duì)上述的幾個(gè)物理過程分析不全，甲同學(xué)沒有分析完全非彈性碰撞過程能量有損失。乙同學(xué)沒有分析物體做圓周運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度不可以為零而應(yīng)該有一 個(gè)最小值。5 .答案：某同學(xué)的兩種解法都是錯(cuò)誤的。正確的解法是：當(dāng)汽車恰好不碰上自行車時(shí)，位置相同，速度也相同，設(shè)所用時(shí)間為t,關(guān)閉油門時(shí)汽車離自行車的距離為s.則有10-6t=41 2s+4t=10t-6