物理計算題的解題技巧

1、2014年物理計算題的解題技巧妙用增分三步曲高考物理綜合大題基本上都是多過程或多對象問題，往往呈現(xiàn)出信息新穎、對象多體、過程復雜、條件隱蔽、解法靈活、結果多樣等特點，綜合性強，能力要求高。要在非常有限的答題時間內做好綜合大題，必須堅持“大題小做”的策略，善于將多過程分解或多對象拆分，將復雜的大問題轉化為幾個簡單的小問題，逐個擊破，分步完成。同時還要規(guī)范答題，要“顆粒歸倉”，該拿的分一分不丟，該搶的分分分必搶。一、圖解“增分三步曲”選對象，建模型多階段，分過程用規(guī)律，列方程通過對整個題目的情景把握，根據(jù)整體法與隔離法選取研究對象，通過抽象、概括或類比等效的方法建立相應的物理模型或物理運動模型，并

2、對其進行全面的受力分析，然后選取不同的方法和運動規(guī)律解題，比如靜止或勻速直線運動選用物體的平衡條件解，變速直線運動選用牛頓運動定律或動能定理解，類平拋、圓周運動選用運動的分解或動能定理解，非勻變速曲線運動選用動能定理或運動的分解或微元法解。對綜合性強、過程較為復雜的題，一般采用“分段”處理，所謂的”分段”處理，就是根據(jù)問題的需要和研究對象的不同，將問題涉及的物理過程，按照時間和空間的發(fā)展順序，合理地分解為幾個彼此相對獨立又相互聯(lián)系的階段，再根據(jù)各個階段遵從的物理規(guī)律逐個建立方程，最后通過各階段的聯(lián)系綜合起來解決，從而使問題化整為零、各個擊破。在對物理狀態(tài)和物理過程深刻把握的基礎上，尋找題設條件

3、與所求未知物理量的聯(lián)系，從力的觀點或能量的觀點，根據(jù)物理規(guī)律(牛頓第二定律、能的轉化與守恒等)列出方程求解。文字說明、必要必有分步列式、聯(lián)立求解結果表述、準確到位(1)物理量要用題中的符號，涉及題中沒有明確指出的物理量或符號，一定要用假設的方式進行說明。(2)題目中的一些隱含條件或臨界條件分析出來后，要加以說明。(3)要指明正方向、零位置。(4)列方程前，對誰在什么過程(或什么狀態(tài))用到什么規(guī)律，要簡要說明。做綜合大題一定要樹立“重視過程，分步解答”的解題觀，因為高考閱卷實行按步給分，每一步的關鍵方程都是得分點。以下幾個技巧可有助于大題盡量多得分：(1)方程中字母要與題目吻合，同一字母物理意義

4、要唯一。出現(xiàn)同類物理量，要用不同上下標區(qū)分。(2)列純字母方程。方程全部采用物理量符號和常用字母。(3)列原始方程。與原始規(guī)律公式相對應的具體形式，而不是移項變形后的公式。(4)依次列方程。不要寫連等式或綜合式子，否則會“一招不慎滿盤皆輸”；每個方程后面標明，便于后面“聯(lián)立得”進行說明。,(1)題中要求解的物理量應有明確的答案(盡量寫在顯眼處)。(2)待求量是矢量的必須說明其方向。(3)用字母表示的答案中不能含有未知量和中間量。凡是題中沒有給出的都是未知量，不能隨便把g取值代入用字母表示的答案中，用字母表示的答案不能寫單位。(4)如果題目所給的物理數(shù)據(jù)都是用有效數(shù)字表示的，那么答案中一般不能以

5、無理數(shù)或分數(shù)作計算結果，結果是帶單位的具體數(shù)據(jù)時一定要帶單位，沒有特別要求時，一般最終結果有效數(shù)字的位數(shù)要和題目所給物理數(shù)據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)保持一致，或保留2到3位有效數(shù)字。(5)若在解答過程中進行了研究對象轉換，則必交代轉換依據(jù)，如“根據(jù)牛頓第三定律”。二、領悟“增分三步曲”典例1如圖31所示，AB為半徑R0.8 m的光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接。小車的質量M3 kg、長度L2.16 m，其上表面距地面的高度h0.2 m。現(xiàn)有質量m1 kg的小滑塊，由軌道頂端無初速度釋放，滑到B端后沖上小車，當小車與滑塊達到共同速度時，小車被地面裝置鎖定。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因

6、數(shù)0.3，取g10 m/s2。試求：圖31(1)滑塊經(jīng)過B端時，軌道對它支持力的大?。?2)小車被鎖定時，其右端到軌道B端的距離；(3)小車被鎖定后，滑塊繼續(xù)沿小車上表面滑動。請判斷：滑塊能否從小車的左端滑出小車？若不能，請計算小車被鎖定后由于摩擦而產(chǎn)生的內能是多少？若能，請計算滑塊的落地點離小車左端的水平距離。第一步：審題規(guī)范化題設條件獲取信息光滑圓弧軌道滑塊沿圓軌道下滑時只有重力做功無初速度釋放小滑塊在A點的速度為零小車與滑塊達到共同速度時，小車被鎖定滑塊以后相對小車滑動的初速度為小車與滑塊的共同速度第二步：思維規(guī)范化滑塊的運動可分為四個不同的階段：沿圓軌道下滑；與小車相對滑動到小車鎖定；

7、小車鎖定后滑塊滑動；滑塊做平拋運動?；瑝K在圓弧軌道的B點，支持力與重力的合力提供向心力；此時的速度為滑塊到小車的初速度，滑塊與小車達到共同速度后能否滑出小車需通過計算做出判斷，可求出滑塊到小車左端的速度，若大于0，則能滑出。第三步：答題規(guī)范化(1)設滑塊經(jīng)過B端時的速度為v1，由機械能守恒定律得：mgRmv12(1分)解得：v14 m/s設滑塊經(jīng)過B端時，軌道對滑塊的支持力為FN，由牛頓第二定律得：FNmgm(1分)解得：FN30 N(1分)(2)當滑塊滑上小車后，設滑塊和小車的加速度分別為a1、a2，由牛頓第二定律得：對滑塊mgma1(1分)對小車mgMa2(1分)解得：a13 m/s2a2

8、1 m/s2設滑塊和小車經(jīng)過時間t1達到共同速度，其速度分別為v2、v3，根據(jù)運動學公式有：v2v1a1t1v3a2t1v2v3解得：t11 s(2分)v2v31 m/s(1分)設此時小車右端到軌道B端的距離為x1，根據(jù)運動學公式有：x1a2t12(1分)解得：x10.5 m(1分)(3)設滑塊和小車達到共同速度時，滑塊前進的距離為x2，根據(jù)運動學公式有：x2v1t1a1t12(1分)解得：x22.5 m(1分)此時，滑塊沿小車上表面滑動的距離設為x1，由幾何關系得：x1x2x12 m(1分)小車被鎖定后，假設滑塊能從小車左端滑出，滑塊又沿小車上表面滑行的距離設為x2，由幾何關系得：x2Lx1

9、0.16 m(1分)設滑塊滑至小車左端時的速度為v4，由動能定理得：mgx2mv42mv22(1分)解得：mv420.02 J0所以，滑塊能從小車左端滑出(1分)滑出的速度大小為：v40.2 m/s(1分)滑塊滑出小車后做平拋運動，設滑塊從滑出小車到落地經(jīng)歷的時間為t2，落地點距小車左端的水平距離為x3，由平拋運動規(guī)律得：hgt22(1分)x3v4t2(1分)聯(lián)立解得：x30.04 m(1分) 典例2如圖32所示，在xOy平面的y軸左側存在沿y軸正方向的勻強電場，y軸右側區(qū)域內存在磁感應強度大小B1、方向垂直紙面向外的勻強磁場，區(qū)域、區(qū)域的寬度均為L，高度均為3L。質量為m、電荷量為q的帶電粒

10、子從坐標為(2L，L)的A點以速度v0沿x方向射出，恰好經(jīng)過坐標為0，(1)L的C點射入?yún)^(qū)域。粒子重力忽略不計。求：圖32(1)勻強電場的電場強度大小E；(2)粒子離開區(qū)域時的位置坐標；(3)要使粒子從區(qū)域上邊界離開，可在區(qū)域內加垂直紙面向內的勻強磁場。試確定磁感應強度B的大小范圍，并說明粒子離開區(qū)域時的速度方向。第一步：審題規(guī)范化題設條件獲取信息粒子重力忽略不計粒子在勻強電場中做類平拋運動由yAL，yC(1)L粒子做類平拋運動的豎直位移yL粒子從C點射入?yún)^(qū)域粒子在磁場中做勻速圓周運動，其速度不等于v0第二步：思維規(guī)范化粒子的運動可分為三個過程：電場中的類平拋運動；區(qū)域中的勻速圓周運動；區(qū)域中

11、的勻速圓周運動。勻速圓周運動的速度為粒子做類平拋運動到C點的速度。第三步：答題規(guī)范化(1)帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動。2Lv0t(1分)L()2(2分)解得：E(2分)(2)設帶電粒子經(jīng)C點時的豎直分速度為vy、速度為vvytv0(2分)vv0，方向與x軸正向成45角斜向上(2分)粒子進入?yún)^(qū)域做勻速圓周運動，B1qvm，R解得：RL(2分)由幾何關系知，離開區(qū)域時的位置坐標：xL，y0(2分)圖33(3)根據(jù)幾何關系知，帶電粒子從區(qū)域上邊界離開磁場的半徑滿足LrL(1分)r得B2(2分)根據(jù)幾何關系知，帶電粒子離開磁場時速度方向與y軸正方向夾角3090(2分) 典例3如圖34甲所示，兩根

12、足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角為，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m。導軌處于勻強磁場中，磁場的方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度大小為B。金屬導軌的上端與開關S、定值電阻R1和電阻箱R2相連。不計一切摩擦，不計導軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g?，F(xiàn)在閉合開關S，將金屬棒由靜止釋放。(1)判斷金屬棒ab中電流的方向；(2)若電阻箱R2接入電路的阻值為0，當金屬棒下降高度為h時，速度為v，求此過程中定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)當B0.40 T，L0.50 m，37時，金屬棒能達到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關

13、系如圖乙所示。取g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80。求阻值R1和金屬棒的質量m。圖34第一步：審題規(guī)范化題設條件獲取信息不計一切摩擦金屬棒只受重力、支持力和安培力不計導軌、金屬棒的電阻回路中的總電阻為R1R2將金屬棒由靜止釋放金屬棒的初速度為零第二步：思維規(guī)范化金屬棒下滑過程中，只有重力和安培力對金屬棒做功，應用能量守恒定律可求出定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱；金屬棒達到最大速度vm時，其合力為零，推導出最大速度vm與R2的大小關系式，結合vmR2圖線求解結果。第三步：答題規(guī)范化(1)由右手定則，金屬棒ab中的電流方向為b到a(2分)(2)由能量守恒，金屬棒減小的重力勢能

14、等于增加的動能和電路中產(chǎn)生的焦耳熱mghmv2Q(3分)解得：Qmghmv2(2分)(3)設最大速度為vm時，切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢EBLvm(1分)由閉合電路的歐姆定律：I(1分)從b端向a端看，金屬棒受力如圖所示：金屬棒達到最大速度時滿足mgsin BIL0(2分)由以上三式得最大速度：vmR2R1(2分)vmR2圖像斜率k m/(s)15 m/(s)，縱截距b30 m/s(2分)得到：R1b(1分)k(1分)解得：R12.0 (1分)m0.1 kg(1分)4如圖所示，邊長為L的正方形PQMN(含邊界)區(qū)域內有垂直紙面向外的勻強磁場，左側有水平向右的勻強電場，場強大小為E，質量為m，電量為q的帶正電粒子(不計重力)從O點靜止釋放，O、P、Q三點在同一水平線上，OPL，帶電粒子恰好從M點離開磁場，求：(1)磁感應強度B的大??；(2)粒子從O到M的時間；(3)若磁感應強度B可以調節(jié)(不考慮磁場變化產(chǎn)生的電磁感應)，帶電粒子從邊界NM上的O離開磁場，O到N的距離為L，求磁感應強度B的最大值。解析：(1)設粒子運動