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文檔簡介
高考物理試題求解過程中的審題
江西省安福中學(xué)伍海華
解題可以由審題、提出解題方法和思路、作答與演算、以及審視答案等四個(gè)環(huán)節(jié)組成,審題
是求解物理問題的第一步工作,同時(shí)也是決定解題成敗的關(guān)鍵。解題中的審題就是通過審閱題文
和題圖,理解題意,弄清題目中所涉及的物理過程,想象物理圖景,明確已知條件與所求問題問
的關(guān)系等而進(jìn)行的分析與綜合的思維活動。審題能力是一種綜合能力,它不但包括閱讀、理解、
分析、綜合等多種能力,而且包含嚴(yán)肅認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度等非智力因素。因此,培養(yǎng)和提高審題能
力是提高思維能力、解決實(shí)際問題能力的重要組成部分。
一、審題的三個(gè)基本環(huán)節(jié)
1.把題目的表述轉(zhuǎn)化為物理情景,發(fā)掘隱含條件
情境即情景和境地,物理試題往往在一定的情境中立意,它總是以文字或圖形、圖象的方式
將這一情境告訴學(xué)生,并且提出需要解決的物理問題。這種情境就是我們通常所說的物理情境,
有時(shí)也稱為物理情景或物理圖景。求解物理問題分析情境非常重要,如果對物理情境分析不清,
就不可能正確地解答物理問題。中學(xué)物理問題中常用的圖景分析有:受力圖景分析、運(yùn)動圖景分
析、能量轉(zhuǎn)化圖景分析等:因此,學(xué)生必須依據(jù)自己的想象能力,去認(rèn)清題目所描述的物理過程。
例1(江蘇省05年高考物理試題?13)A、B兩小球同時(shí)從距地面高為h=15m處的同一點(diǎn)
拋出,初速度大小均為vo=lOm/s。A球豎直向下拋出,B球水平拋出,空氣阻力不計(jì),重力加速
度取g=10m/s2。求:
(1)A球經(jīng)多長時(shí)間落地?
(2)A球落地時(shí);A、B兩球間的距離是多少?
【考試中出現(xiàn)的問題】:考生缺乏畫出運(yùn)動過程示意圖的習(xí)慣,導(dǎo)致對物理問題的運(yùn)動圖景
不清。第(2)問“/球落地時(shí),力、8兩球間的距離是多少?”在求出6球的水平射程x豎直下
落高度方后,有的考生就認(rèn)為48兩球間的距離是若考生畫出如圖所示的運(yùn)動過程
示意圖(見圖1),就不會犯那種低級錯誤。
2
【解答】:(1)A球做豎直下拋運(yùn)動h=vot+^gt
將h=15m^vo=lOm/s代入,可得t=Is。
2
(2)B球做平拋運(yùn)動x=voty=gt
將v()=10m/s、t=ls代入,可得x=10my=5m
止匕時(shí)A球與B球的距離L為L=y]x2+(//-y)2
將x、y、h數(shù)據(jù)代入,得L=10j^m
例2(江蘇省05年高考試題?16)如圖所示,固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L,左端
接有阻值為R的電阻,處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固
定彈簧相連,放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)
體棒具有水平向右的初速度內(nèi),在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程
中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。
(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力。
(2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí),彈
簧的彈性勢能力Ep,則這一過程中安培力所做的功W,和
電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,分別為多少?
(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動,最終將靜止于何處?從導(dǎo)體
棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳
熱Q為多少?
《參考答案》(1)F:匚T;(2)(3)Q=;〃就。
2.把物理情景轉(zhuǎn)化為具體的物理?xiàng)l件或要求
例3如圖3所示,兩個(gè)水平放置的帶電平行金屬板的勻強(qiáng)電場中,一長為L的絕緣細(xì)線
一端固定在。點(diǎn),另端栓著一個(gè)質(zhì)量為m,帶有一定電量的小球,小球原來靜止,當(dāng)給小球
某一沖量后,它可繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動。若兩板間電壓增大'-------------'
為原來的4倍時(shí),求:,/'、、
(1)要使小球從C點(diǎn)開始在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動,開始至少要給??;
球多大沖量?''J」''
(2)在運(yùn)動過程中細(xì)線所受的最大拉力。十+f工+十
【分析】:對本題的物理情景不難想象:一繩系帶電小球在兩板間原來的圖3
電場中作勻速圓周運(yùn)動。后來兩板間電壓升高為4倍,小球仍在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動。但這兩情
況下相應(yīng)的物理?xiàng)l件是不同的,必須注意正確地把它們轉(zhuǎn)化為具體的物理?xiàng)l件。
【解答】:(1)設(shè)原來兩極板間電壓為U,間距為d,小球電量為q,因小球開始能在電
場中作勻速圓周運(yùn)動,故小球所受電場力向上,并且和:重力相等,所以小球帶正電,且滿足qUld
=mg.......①
當(dāng)兩板間電壓增到4U時(shí),設(shè)需在C點(diǎn)給小球的沖量為/才能使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)
動,并且C點(diǎn)就是小球做圓周運(yùn)動的等效最高點(diǎn),(即臨界點(diǎn))在等效最高點(diǎn)處小球的線速度最小,
小球所受新的電場力與重力的合力恰好滿足在該處作圓周運(yùn)動的向心力,此時(shí)細(xì)線對小球的拉力
為零(這是等效最高點(diǎn)的特點(diǎn)),即:
4Uq/
---mg=m——=3mg.......②
dI
v=13glI=3gl......③
(2)小球在最高點(diǎn)D時(shí)就是小球做圓周運(yùn)動的等效最低點(diǎn),小球在等效最低點(diǎn)處的線速度
最大,所以細(xì)線L所受拉力最大,設(shè)拉力為T,由牛頓第二定律,有:
T4Uq吟小
T+mg-=m-y-.......④
小球C點(diǎn)運(yùn)動到。點(diǎn)過程中,重力和電場力做功,根據(jù)動能定理,有:
竺2/mg?21—mvl--mv2................⑤
d202
由②式得小球在等效最低點(diǎn)處的線速度力=J麗.......⑥
將⑥式代入④式,得7=18機(jī)g
3.把物理?xiàng)l件或要求轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)條件或要求從而選擇正確的物理規(guī)律加以解決.
例4如圖4所示,兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場,板長為/,
板間距離為d,在板右端/處有一豎直放置的光屏M,一帶電量為
q,質(zhì)量為機(jī)的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間,最后垂直打在M屏上,
則下列結(jié)論正確的是()
A.板間電場強(qiáng)度大小為mg/q
B.板間電場強(qiáng)度大小為2mglq
C.質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動時(shí)間跟它從板的右端運(yùn)動到光屏的時(shí)間相圖4
等
D.質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動時(shí)間大于它從板的
右端運(yùn)動到光屏的時(shí)間
【分析】:質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中僅受重力和
電場力的作用,若質(zhì)點(diǎn)所受重力和電場力同
向,則質(zhì)點(diǎn)飛離平行板后只受重力作用,質(zhì)
點(diǎn)的速度方向與重力方向間的夾角。<90°,
故質(zhì)點(diǎn)將作斜下拋運(yùn)動(如圖5甲),由斜拋
運(yùn)動特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)無論如何也不可能垂直
圖5
打有光屏M上,所以質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中的是
向上偏轉(zhuǎn),質(zhì)點(diǎn)所受電場力大于重力,質(zhì)點(diǎn)飛離平行板后作斜上拋運(yùn)動(如圖5乙),當(dāng)運(yùn)動到
最高點(diǎn)處時(shí),恰好打到光屏M上,質(zhì)點(diǎn)在最高點(diǎn)處只有水平速
度,所以質(zhì)點(diǎn)就以這一水平速度垂直打在M屏上,故“垂直”
二字隱含著質(zhì)點(diǎn)的受力情況和運(yùn)動狀態(tài),破譯這一隱含關(guān)系是解
答本問題的關(guān)鍵,“垂直”二字不僅確定了質(zhì)點(diǎn)是作斜上拋運(yùn)動,
還決定了質(zhì)點(diǎn)在電場中所受電場力的大小和方向。通過上述物理
情景展示,并轉(zhuǎn)化為具體的物理?xiàng)l件后,要作進(jìn)一步的分析判斷,
我們可以應(yīng)用運(yùn)動的合成可分解的觀點(diǎn)進(jìn)行處理,從而確定了求
解本題的物理規(guī)律,以便于列出數(shù)學(xué)方程判斷出結(jié)果。
【解答工由運(yùn)動的合或與分解可知,斜上拋運(yùn)動是豎直方向上的豎直上拋運(yùn)動和水平方向
上的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動。由運(yùn)動規(guī)律可知:
在X方向上:作勻速直線運(yùn)動,,VX=Vo
在y方向上:在電場中Vy=at離開電場作斜上拋后Vy=gt
a=g
由牛頓第二定律,有Eq—mg=ma=mg
?*-E=2mglqtl(J=l/vo=t
質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動時(shí)間跟它從板的右端運(yùn)動到光屏的時(shí)間相等。二BC選項(xiàng)正確。
二、審題的四個(gè)基本要領(lǐng)
由上可知,審題首先要正確地展示題目所述的物理情景,因此,考生解題必須認(rèn)真解讀題目
中的文字、圖表等信息,同時(shí)掌握必要的展示物理情景的策略,才有利于正確地挖掘題目隱含條
件的方法,排除與求解無關(guān)的干擾因素。
1.正確解讀題目中的文字與圖表
審題從讀題開始,它包括眼看與嘴讀。眼看是前提:這是從題目中獲取信息的最直接方法,
這一步一定要全面、細(xì)心。眼看時(shí)對題中關(guān)鍵性的詞語要多加思考,搞清含義,對特殊字、句、
條件可以用著重符號批注;這樣有助于正確地展示題目的物理情景。嘴讀是內(nèi)化:可以小聲讀或
默讀,是強(qiáng)化知識、接受題目信息的手段。這是一個(gè)物理信息內(nèi)化的過程,它能解決漏看、錯看
等問題。讀題時(shí)要克服只關(guān)注那些給出具體數(shù)據(jù)的條件,而忽視敘述性語言,特別是那些“關(guān)鍵
詞語”。具體地說,主要有以下幾個(gè)方面容易失誤,必須引起考生的注意:
(1)是否考慮重力
在涉及電磁場的問題中常常會遇到帶電微粒是否考慮重力的問題.一般帶電粒子如電子、質(zhì)
子、。粒子等具體說明的微觀粒子不需要考慮重力;質(zhì)量較大的如帶電油滴、帶電小球等要考慮
重力;有些說法含糊的題目要判斷有無重力,如帶電微粒在水平放置的帶電平行板間靜止,則重
力平衡電場力,再如帶電微粒在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,只能是洛侖茲力
提供向心力,仍然是重力平衡電場力.要特別當(dāng)心那些本該有重力的物體計(jì)算時(shí)忽略了重力,這
在題目中一定是有說明的,要看清楚.
【例5】兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖所示,大量電子(質(zhì)量m、電量e)由靜止開始,
經(jīng)電壓為Uo的電場加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當(dāng)兩板均
不帶電時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為3t°;當(dāng)在兩板間加如圖所示的周期為2班,幅值恒為
Uo的周期性電壓時(shí),恰好能使所有電子均從兩板間通過。問:
⑴這些電子通過兩板之間后,側(cè)向位移(沿垂直于兩板方向上的位移)的最大值和最小值分
別是多少?
⑵側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下,電子在剛穿出兩板之間時(shí)的動能之比為多少?
例1中研究的帶電粒子已經(jīng)明確是電子,雖然有質(zhì)量m,但不能考慮其重力,兩者并不矛盾,
因?yàn)橹亓Ω妶隽ο啾忍×恕?/p>
(2)物體是在哪個(gè)面內(nèi)運(yùn)動
物理習(xí)題通常附有圖形,圖形又只能畫在平面上,所以在看圖的時(shí)候一方面要看清圖上物體
的位置,另一方面還要看清物體是在哪個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動,或是在哪個(gè)三維空間運(yùn)動。物體通常是有
重力的,如果在豎直面內(nèi),這一重力不能忽略,但如果是在水平面內(nèi),重力很可能與水平面的支
持力抵消了,無需考慮。
【例6】如圖所示,在光滑絕緣的水平桌面上固定放置一條光滑絕緣的擋板ABCD,AB段
為直線,BCD段是半徑為R的圓環(huán),設(shè)直線擋板與圓環(huán)之間用一根很一不_—~~二^一
短的圓弧相連.整套裝置處于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,電場方向與圓“弋’1--
環(huán)直徑CD平行.現(xiàn)使一帶電量為+q的小球由靜止從直線擋板內(nèi)側(cè)上\jE
某點(diǎn)釋放,為使小球沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動恰能從D點(diǎn)通過。\
(1)求小球從釋放點(diǎn)到C點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的最小距離s.一*
(2)在第(1)問求得的結(jié)果及題中所提供的已知量的前提下,你還能——…――2一
求得哪些定量的結(jié)果(至少一個(gè))?(答案:2.5R,在D點(diǎn)的壓力大小為-----~-
6qE)___________________
例6是一個(gè)經(jīng)常被學(xué)生看錯的問題,失誤在于認(rèn)為整個(gè)裝置是在豎直面內(nèi),然后要考慮重力
做功,電場力也做功,情況一下子就復(fù)雜起來,即使能夠求解,答案也肯定不符合要求。
(3)物理量是向量還是標(biāo)量
很多物理量具有方向性,如速度、加速度、位移、力、電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等,對于高中
階段所涉及的物理量哪些是向量,哪些是標(biāo)量一定要熟記在心,如果題目中的已知量是向量,要
考慮它可能在哪些方向上,以免漏解;如果待求的物理量是向量,一定要看清是否需要說明方向。
如“求解物體在某時(shí)刻的加速度”,不僅要說明加速度的大小,還要交待其方A
向,否則題目才解了一半;若“求解物體在某時(shí)刻的加速度的大小”,則無需J''、、
說明其方向。/c
【例7】如圖所示,一根輕桿的一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,桿可以\;:>
繞固定端0在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,已知當(dāng)小球通過最高點(diǎn)A時(shí),桿對球的'、為一」
作用力太小恰好為mg,當(dāng)小球通過最低點(diǎn)B時(shí),桿對球的作用力大小為()B
A.4mgB.5mgC.6mgD.7mg(答案:BD)
本題中小球通過最高點(diǎn)A時(shí),桿對球的作用力可能有兩個(gè)方向:豎直向下或豎直向上,因?yàn)?/p>
題中沒有明示,那就必須考慮兩個(gè)方向才行,所以有兩解。
(4)哪些量是已知量,哪些是未知量
有時(shí)題目較長,看了一遍以后忘記了哪些是已知量,可在已知量下劃線,或在解題時(shí)先寫出
已知量的代號;有些經(jīng)常用到的物理量,如質(zhì)量m、電量q或磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,題目中并沒
有給出,但由于平時(shí)做題時(shí)這些量經(jīng)常是給定的,自己常常就不自覺地把它們當(dāng)作已知量了,切
記千萬不能用未知量表示最后的結(jié)果,這就等于沒有做題;一些常量即使題中未給出也是可以當(dāng)
作已知量的,如重力加速度g;同樣一些常量卻不能當(dāng)作是已知量,如萬有引力常量G,這一點(diǎn)
在解萬有引力應(yīng)用類問題時(shí)要引起重視。
上面例5中平行板的間距d是個(gè)未知量,必須通過“恰好能使所有電子均從兩板間通過”這
一條件才能求解出來;例6中小球的質(zhì)量是未知的,因而在第2問中不可能求出小球的動能、動
量等與質(zhì)量有關(guān)的物理量。
(5)臨界詞與形容詞的把握
要搞清題目中的臨界詞的含義,這常常是題目的一個(gè)隱含條件,常見的臨界詞如“恰好”、“足
夠長”、“至少”、“至多”等等,比如恰好發(fā)生全反射,表示入射角就是臨界角。再如例5中的“恰
好”表示電子在豎直方向上能夠運(yùn)動到極板處。例6中的“恰能”表示在D點(diǎn)球與環(huán)間無正壓力。
要把握一些特定的形容詞的含義,如“緩慢地”、“迅速地”、“突然”、“輕輕地”等,靜力學(xué)
中如物體被“緩慢地”拉到另一位置,往往表示過程中的每一步都可以認(rèn)為受力是平衡的;熱學(xué)
中“緩慢”常表示等溫過程,而“迅速”常表示絕熱過程;力學(xué)中“突然”可能彈簧表示來不及
形變,“輕輕地”表示物體無初速度。
[例8]金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣,打開筒的開關(guān),筒內(nèi)高壓空氣迅速向外
溢出,待筒內(nèi)外壓強(qiáng)相等時(shí),立即關(guān)閉開關(guān).在筒外溫度不變的條件下,經(jīng)過一段足夠長的時(shí)間
后再打開開關(guān),這時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()
A.筒外空氣流向筒內(nèi)
B.筒內(nèi)空氣流向筒外
C.筒內(nèi)外有氣體交換,處于動態(tài)平衡,筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變
D.筒內(nèi)外無空氣交換(答案:B)
例4中描述的“迅速”是筒內(nèi)氣體經(jīng)過一個(gè)絕熱過程,來不及吸熱,再經(jīng)“足夠長”的時(shí)間,
是一個(gè)與外界熱交換的過程,即等容升溫的過程。
(6)注意括號里的文字
有些題目中會出現(xiàn)條件或要求寫在括號里的情況,括號里的文字并不是次要的,可有可無的,
相反有時(shí)還顯得特別重要。如括號里常有:取g=10m/s2;不計(jì)阻力;最后結(jié)果保留兩位小數(shù)等。
如上面例5中括號里給出了電子的電量和質(zhì)量,這是作為已知條件用來表示最后結(jié)果的。再如下
面例9中括號里所注的“碰撞時(shí)間極短”表示碰撞時(shí)雖然外力F不為零,但仍可認(rèn)為內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大
于外力,系統(tǒng)的動量守恒,不理解這一條件,本題就無法求解。
【例9】如圖MN為一水平面,。點(diǎn)左側(cè)是粗糙的,。點(diǎn)右側(cè)是光滑的,一輕彈簧右端與墻
壁固定,左端與質(zhì)量為m的小物體A相連,A靜止在0點(diǎn),彈簧處于原長狀態(tài),質(zhì)量為m的物
體B在大小為F的水平恒力作用下由C從靜止開BA卡
始向右運(yùn)動,已知B與E0間滑動摩擦力大小為上_川
F/4,B運(yùn)動到0點(diǎn)與A相碰(碰撞時(shí)間極短)并=〃/缶
一起向右運(yùn)動,運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)撤去外力,已知CO"C0DN
=4s,OD=s,求撤去外力后:⑴彈簧的最大彈性勢能;⑵物體B最終離0點(diǎn)的距離.
(答案:5Fs/2;5s)
(8)抓住圖像上的關(guān)鍵點(diǎn)
看到圖像要注意:⑴圖像的橫軸、縱軸表示什么物理量;⑵橫軸、縱軸上物理量的單位;⑶
圖線在橫軸或縱軸上的截距;⑷坐標(biāo)原點(diǎn)處是否從0開始(如測電動勢時(shí)的U-I圖電壓往往是
從一個(gè)較大值開始的);⑸圖線的形狀和發(fā)展趨勢;⑹圖像是否具有周期性。
【例10]已知某人心電圖記錄儀的出紙速度(紙帶移動的速度)是2.5cm/s,如圖所示是用
此儀器記錄下的某人的心電圖.(圖中每個(gè)大格的邊長0.5cm)由圖知此人的心率是次
/分,它的心臟每跳動一次所需的時(shí)間是s.
本題中容易錯的地方是雖然坐標(biāo)格上表述的是長度,但由于紙帶在移動,所以橫軸代表的物
理量實(shí)際上還是時(shí)間,不難算出每格代表0.2s。另外看這類具有周期性的圖像,一定要從第一個(gè)
脈沖看到最后一個(gè),最終求平均值,才能看出一個(gè)周期約4.1格,即0.82s,如果只看前兩個(gè),就
會有誤差而得出T=0.8s的結(jié)論。
(答案:73次;1.47W)
(8)選擇題中選錯誤的還是正確的
如果不注意選擇題中選錯誤的還是正確的,所得結(jié)論就正好相反。
【例11】一人以20m/s的速度在高樓上沿豎直方向拋出一物,不計(jì)運(yùn)動時(shí)受到的阻力,當(dāng)物
體運(yùn)動到以拋出點(diǎn)相距15m處時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間不可能是()
A.2sB.3sC.(4+2)sD.(V7-2)s(答案:A)
本題中不難算出物體在上拋時(shí)運(yùn)動2s后速度恰好為0,位移為20m,顯然A選項(xiàng)是錯誤的。
本題還容易誤選D,實(shí)際上題目中的“沿豎直方向”有可能是豎直向上也有可能是豎直向下的。
(9)區(qū)分物體的性質(zhì)和所處的位置:如物體是導(dǎo)體還是絕緣體;是輕繩、輕桿還是輕彈簧;
物體是在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)、外側(cè)還是在圓管內(nèi)或是套在圓環(huán)上。
如果有兩個(gè)導(dǎo)體一個(gè)帶電一個(gè)不帶電,兩導(dǎo)體接觸后電荷會重新分布,比如兩個(gè)完全相同的
導(dǎo)體接觸后會帶上等量的電量;而如果一個(gè)帶電體與絕緣物體接觸則無需考慮電量分配問題,如
上面例6中絕緣的水平桌面和絕緣的擋板就不會傳走小球的電量。輕繩、輕桿和輕彈簧問題中要
注意彈力的方向,輕繩中彈力必然沿繩的方向,輕彈簧拉伸或壓縮時(shí)可造成彈力方向有兩種可能,
而輕桿上的彈力方向卻是多變的。
【例12]如圖所示,一個(gè)小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動.小環(huán)從最高點(diǎn)A
滑到最低點(diǎn)B的過程中,小環(huán)線速度大小的平方v?隨下落高度h變化的圖像可能是下列四個(gè)圖
中的()
例128中若小環(huán)在大環(huán)的內(nèi)側(cè),則在最高點(diǎn)的速度為風(fēng)而不能為0,這樣就只有A選項(xiàng)正
確了。
(10)容易看錯的地方還有:位移還是位置?時(shí)間還是時(shí)刻?哪個(gè)物體運(yùn)動?物體是否與彈
簧連接?直徑還是半徑?粗糙還是光滑、有無電阻等等。
有些問題是涉及時(shí)間的,如兩物體能否相遇,則必須同一時(shí)刻在同一位置才算相遇;在上面
例9中O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的,右側(cè)是光滑的;B與A相碰并一起向右運(yùn)動,并不代表它們粘在一
起,要能夠判斷最終B與A是分開的。再如下面例13中電源內(nèi)阻不計(jì),這就使問題簡化為一個(gè)
恒壓源了。
【例13】量程為3V的電壓表,其內(nèi)阻大約為3kQ,現(xiàn)要求測出該電壓表的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室
可提供的器材還有:取值范圍為0.1Q到9999.9Q的電阻箱R1;取值范圍為0.1Q到999.9。的電
阻箱R2;最大阻值為1000Q、最大電流為0.2A)滑動變阻器R3;開路電壓約為5V、內(nèi)阻不計(jì)
的電源E;開關(guān)一只,導(dǎo)線若干。?X
⑴在這些器材中選用需要的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)易于操作的測量電路,F(xiàn)
要求在虛線框中畫出原理圖,并標(biāo)出所用器材的代號。,_
⑵簡要寫出測量步驟,并用測得的物理量寫出電壓表內(nèi)阻的計(jì)算—°S-
式。
(答案:如圖,測電壓表滿偏時(shí)電阻Ri的值為r”半偏時(shí)電阻Ri的值為3則Rv=r2-2n)
2.掌握物理情境的展示策略
?般來說,解題過程中只要正確認(rèn)識物理情境,就知該用哪些量描寫它,也知道這些量之間
遵循的規(guī)律,自然就會處理這些問題了。因此,審題時(shí)正確地展示物理問題的情境,構(gòu)建相應(yīng)的
物理模型是最關(guān)鍵的一步,是審題的核心。我們說“物理問題難”,一般也出現(xiàn)在物理情景上,
所以,它也是較困難的一個(gè)環(huán)節(jié)。要正確地展示題目中的物理情景,有必要掌握相關(guān)的策略。
(1)作過程或狀態(tài)示意圖,將物理情境模擬化
物理問題是由幾個(gè)互相關(guān)聯(lián)的物理狀態(tài)和物理過程所構(gòu)成的,而這些狀態(tài)或過程均可以用相
應(yīng)的簡圖來形象表示。因此,畫物理狀態(tài)示意圖或物理過程示意圖是展示物理情境的?種最主要
的手段。在應(yīng)用這兩種示意圖展示物理情境時(shí),應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面去啟迪思維。
①示意圖有利于明晰問題的發(fā)展變化的脈絡(luò),要注意從中探明物理現(xiàn)象的發(fā)展方向
例14(02年上海市高考試題第8題)太陽從東邊升起,西邊落下,這是地球上的自然現(xiàn)
象,但在某些條件下,在緯度較高地區(qū)上空總行的飛機(jī)匕旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙
現(xiàn)象,這些條件是()
A.時(shí)間必須是在清晨,《機(jī)正在由東向西飛行,匕機(jī)的速度必須較大
B.時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度必須較大
C.時(shí)間必須是在傍晚,6機(jī)正在由東向西飛行,長機(jī)的速度必須較大
D.時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度不能太大
K分析》依題意可作出圖1,從圖中不難看出:a處是傍晚而b處是清晨。旅客要看到日出,
飛機(jī)必須從B往A飛或者從C往D飛,而從C往D飛時(shí)看
到的日出是從東邊升起的,匕機(jī)必須在a處由B往A《行才
能使旅客看到太陽從西邊升起,并且飛機(jī)的飛行速度要大于
地球表面的線速度,故而飛機(jī)速度較大,本題選C。根據(jù)通
常的飛機(jī)速度不是任意大,要出現(xiàn)“西邊日出”現(xiàn)象,只
有在地球的高緯度地區(qū)才能看到。
很多物理問題,似乎難以想象問題的發(fā)展方向,但通過
作圖恰當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn),就可以清晰地展示問題所處的狀態(tài)及其變化的趨勢,由所作的圖卻能簡單快捷
地作出準(zhǔn)確判斷,從中可見“圖”的作用。
②示意圖有利于準(zhǔn)確再現(xiàn)物體運(yùn)動的時(shí)空關(guān)系,要注意準(zhǔn)確對應(yīng)運(yùn)動物體的時(shí)間與空間關(guān)系
例15(04年全國理綜卷H第25小題)一小圓盤靜止在
桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的?邊與桌的A8
邊重合,如圖2。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為小,盤與桌
面間的動摩擦因數(shù)為的?,F(xiàn)突然以恒定加速度”將桌布抽離桌
面,加速度方向是水平的且垂直于A8邊。若圓盤最后未從桌
面掉下,則加速度a滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度)
圖2
K分析四設(shè)桌面長為/,開始時(shí),桌布、圓盤在桌面上的位置如圖3甲所示:圓盤位于桌面
的中央,桌布的最左邊位于桌面的左邊處。
由于桌布要從圓盤下抽出,桌布與圓盤之間
必有相對滑動,圓盤在摩擦力作用下有加速
度,其加速度田應(yīng)小于桌布的加速度但a
兩者的方向是相同的。當(dāng)桌布與圓盤剛分離,
時(shí).,圓盤與桌布的位置如圖3乙所示,圓盤W
向右加速運(yùn)動的距離為X”桌布向右加速運(yùn)
動的距離為,+西。圓盤離開桌布后,在桌面上作加速度為a2的減速運(yùn)動直到停下,因盤未從桌
2
面掉下,故而盤作減速運(yùn)動直到停下所運(yùn)動的距離為電,不能超過T一%。通過分析并畫出圖3,
余下的工作就是數(shù)學(xué)運(yùn)算了,可求得+2*2)〃g/〃2。
本題雖然是一個(gè)大多數(shù)人都熟悉、并不難想象或理解的現(xiàn)象,但能做對的同學(xué)并不多,其中
的原因之一就是不善于在分析物理過程的同時(shí)正確地作出情境示意圖,借助情境圖來找出時(shí)間和
空間上的量與量之間的關(guān)系。
③示意圖有利于顯示物理情境的可能狀態(tài),要注意從臨界狀態(tài)前后圖形變化中找臨界條件
例16(04年全國高考物理試題廣東廣西卷?18題)如圖4所示,真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,
磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60T,磁場內(nèi)有一塊平面感光板ab,板面與磁
場方向平行,在距ab的距離/=16c機(jī)處,有一個(gè)點(diǎn)狀的a放射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射a粒子,
a粒子的速度都是v=3.0xl()6加/5,已知a粒子的電荷與質(zhì)
XXXX
aXb
量之比g=5.0x107。/依,現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動的c
反
mXXXX
粒子,求ab上被a粒子打中的區(qū)域的長度。1!
XXXXX
K分析由題設(shè)可知,從S處射出的a粒子,其運(yùn)動軌跡?S
XXXXX
為一系列半徑均為尺=―--=10口〃,轉(zhuǎn)向相同(均為逆時(shí)
(q/m)BXXXXX
圖4
針)的圓,這些圓的圓心又分布在以放射源S為圓心的、半徑
與粒子軌跡半徑相同的圓周(簡稱為“軌跡圓心圓”)上。由于朝不同方向發(fā)射的a粒子的圓軌
跡都過S,可先考察速度沿負(fù)y方向的a粒子,其軌跡圓心在x軸上的A|點(diǎn),將a粒子運(yùn)動軌跡
的圓心由AI點(diǎn)開始,沿著“軌跡圓心圓”逆時(shí)針方
向移動,如圖5所示。由圖可知,當(dāng)軌跡圓的圓心移
至A3點(diǎn)時(shí),粒子運(yùn)動軌跡與ab相交處P2到S的距離
為2R,P2即為粒子打中ab上區(qū)域的右邊最遠(yuǎn)點(diǎn)。當(dāng)
a粒子的軌跡的圓心由A3點(diǎn)移至A4點(diǎn)的過程中,粒
子運(yùn)動軌跡均會與ab相交,當(dāng)移到A,點(diǎn)后將不再與
ab相交了,這說明圓心位于A4點(diǎn)的軌跡圓,與ab相
切的Pi點(diǎn)為粒子打中區(qū)域的左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)。這樣,P|P2
就是ab板上被粒子擊中區(qū)域的長度,易求得
圖5
P|P2=20cmo
本題通過移動一個(gè)“軌跡圓”的方法來作可能狀態(tài)的示意圖。從A1開始移動軌跡圓圓心,
觀察該圓圓心經(jīng)A3、兩點(diǎn)前后圓與ab相交的變化趨勢,從中找到了ab板上被a粒子擊中的
區(qū)域。
(2)作平面?zhèn)纫晥D,將物理情境平面化
物體的運(yùn)動總是在一個(gè)三維的空間中進(jìn)行,解決物理問題就不得不面對三維空間問題,如物
體受三維力系作用、運(yùn)動過程中物體的三維空間位置變化等問題,一些同學(xué)由于空間判別能力較
差,解題過程中又不將題給的三維立體圖通過“側(cè)視”、“正視”或“俯視”的方式把圖形平面化,
致使將各個(gè)量的方向關(guān)系弄錯。
例17如圖6所示,兩根等長的直木棍AB和CD相互平行靠在豎直
墻壁上固定不動,一根水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下,若將兩木棍的傾
角不變而將兩棍間的距離減小后固定不動,仍將水泥圓筒放在兩木棍h
部,則水泥圓筒在兩木棍上將()
A.仍勻速滑下B.勻加速滑下
C.可能靜止D.一定靜止
工分析本題雖然用圖6將水泥圓筒所處的情景展示在考生面前,
但這并不是一副物理情境圖,對物理模型的構(gòu)建沒有多大的幫助。
為了能正確地判斷物體所受各力的方向,觀察者可以站在不同角度來看圓筒,若位于木棍
AB的一側(cè)看,將是圖7甲的情形,如果順著圖6中箭頭的方向看上去,將是圖7乙的情形。圖
7甲中的力N即為圖7乙中的支持力N|、用的合力,則
有N=2$cos6=2N[cos0。當(dāng)水泥圓筒勻速滑下時(shí),
Gcos
由N=Gcosa知乂=N,=---:—。建立木棍的平衡
122cos。
模型后,保持a角度不變而使兩棍的間距變小,則圖7乙
中的角。變小,N]、N2減小,又因/=2〃乂=2〃汽2,7
也減小,則沿棍的斜面方向上有Gsina-/=〃m,可知
水泥圓筒在兩木棍上將勻加速下滑,選B。
例18滑板運(yùn)動是利用汽艇牽引運(yùn)動員在水上滑行的一種運(yùn)動(如圖8所示),滑行時(shí)汽艇
用一根直徑為6.3cm,長23m的拖索拖拉,且拖索頭上裝有一根直徑為25cm?28cm的木質(zhì)握把
供滑水運(yùn)動員握持。設(shè)一個(gè)體重為70必的運(yùn)動員,使用一個(gè)
質(zhì)量為10kg卜面接近平面的滑板滑水,若帶動運(yùn)動員的汽艇
以其額定功率P=21kW水平拉著運(yùn)動員以的速度v=108km/h
做勻速運(yùn)動,設(shè)在運(yùn)動過程中汽艇受到空氣阻力和水的阻力恒
為60N,人和滑板受到的各種水平阻力恒為40N,則
(1)運(yùn)動員腳下滑板與豎直方向的夾角應(yīng)為多大?
(2)如果該汽艇拖著滑板和人仍以原來的速度大小開始做半
圖8
徑為R=90m的勻速圓周運(yùn)動,設(shè)拖索的拉力和阻力方向
接近于切線方向則滑水運(yùn)動員應(yīng)如何調(diào)整滑板與豎直方向的夾角?
K分析四本題求解過程中也需要觀察者站在不同方位來分析運(yùn)動員的受力可運(yùn)動。(1)為求
運(yùn)動員腳下滑板與豎直方向的夾角觀察者可以站在汽艇和運(yùn)動員滑行方向的一側(cè)觀察,可作
出圖9汽艇及運(yùn)動員的受力圖(如圖9甲、乙所示),對汽艇列方程:T=--f[.對運(yùn)動員可列
方程:x軸上:T/
=Ncos6+fz,y軸
上:
(M+m)g=Nsin9,由
以上的式子解出角
0=53°,
(2)為求解運(yùn)
動員做勻速圓周運(yùn)
圖9
動中拐彎的問題,則
豎直平面受力如圖9中的丙,這時(shí)人要站在運(yùn)動員的正前方觀察運(yùn)動員的運(yùn)動,也能作出圖12
丙所示的受力圖。并分別沿x軸和y軸建立方程:Ncos9=(M+m)G/R;NsinO=(M+m)g。再求
出此時(shí)6=45"。
不僅在力學(xué)問題求解過程中會碰到這樣的三維立體情境平面化問題,在電磁學(xué)求解“磁場中
滑軌上的導(dǎo)體棒運(yùn)動”也是如此。這種方法關(guān)鍵在于選擇好側(cè)視的角度,作出的平面視圖要有利
于物體的受力分析或運(yùn)動過程分析。
(3)作數(shù)學(xué)函數(shù)圖象,將物理情境形象化
作物理過程示意圖或狀態(tài)示意圖是我們展示物理情境的常規(guī)方法,但在很多情況即使作了這
樣的圖形,由物理模型向數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化仍舊難以建立,我們不妨作一作運(yùn)動物體的位移——時(shí)
間(s-t)和速度——時(shí)間(v-t)圖象,也可以其它的一些物理量間的函數(shù)關(guān)系圖象,通過另
一個(gè)角度將物理情境形象化,從這些圖象中尋找量與量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式,建立方程求解。
例19(04年全國高考物理試題廣東廣西卷?9題)一雜技演員,用一只手拋球。他每隔0.40s
拋出一球,接到球便立即把球拋出。已知除拋、接球的時(shí)刻外,空中總有四個(gè)球,將球的運(yùn)動看
作是豎直方向的運(yùn)動,球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起,取g=10〃z/s2)()
A.1.6mB.2.4mC.3.2mD.4.0m
K分析也本題應(yīng)用豎直上拋的規(guī)律列式求解較為繁
鎖,如果作出小球運(yùn)動的的s—t圖象進(jìn)行解答,將更快捷
方便,如圖10所示為小球豎直上拋運(yùn)動的位移一時(shí)間圖
象,圖中橫坐標(biāo)標(biāo)明的0、1、2、3、…分別表示每隔0.4s
拋出?個(gè)小球,并且總有四個(gè)小球在空中。由圖可知,每012345678910"0.40s
個(gè)球在空中的運(yùn)動時(shí)間為t=(0.4x4)=1.6s,則球I二升的
最大高度為〃=;g,代入數(shù)據(jù)求得〃=3.2"。
例20(04年全國理綜卷I第25小題,19分)如圖11所示,在一光滑的水平面上有兩塊相
A
y//)///////////j^/////////////^///^
圖11
同的木板B和C。重物(A視質(zhì)點(diǎn))位于B的右端,A、B、C的質(zhì)量相等?,F(xiàn)A和B以同一速
度滑向靜止的C,B與C發(fā)生正碰。碰后B和C粘在一起運(yùn)動,A在C上滑行,A與C有摩擦
力。已知A滑到C的右端面未掉下。試問:從B、C發(fā)生正碰到A剛移動到C右端期間,C所
走過的距離是C板長度的多少倍?
K分析B、C發(fā)生正碰時(shí),由于AB之間的摩擦力遠(yuǎn)小于BC間碰撞的內(nèi)力,B、C的總動
量守恒,易用得出碰后兩者共同速度幺,而A的速度仍為力不變。此后,A在摩擦力作用下向
2
右作勻減速運(yùn)動,BC在摩擦力作用下共同向右作勻加速運(yùn)動,A運(yùn)動到C的右端時(shí),三者達(dá)一
共同速度。(可由動量守恒求得),作出三物體在BC相碰
3
后的速度圖象如圖12所示,要求從B、C發(fā)生正碰到A剛移
動到C右端期間,C所走過的距離是C板氏度的多少倍?根
據(jù)速度圖線與時(shí)間軸圍成的面積所表達(dá)的物理意義,實(shí)際上就
是求圖12的中四邊形。fQR面積是PQR的多少倍?依圖可
以很快地求出這一比值是7:3。
物理圖像能夠非常直觀、形象地傳達(dá)各種信息,在分析問圖12
題、解決問題的過程中能起到非常大的作用,因此,在平常的學(xué)習(xí)過程中,應(yīng)當(dāng)注意養(yǎng)成“審
題畫圖”的良好習(xí)慣。
(4)運(yùn)用類比等效,將物理情境熟悉化、簡單化
近幾年高考中以當(dāng)今社會熱點(diǎn)和最新科技動態(tài)為立意背景的命題逐年增加,這類題在題干中
給出解題所需的新知識、新情景、新方法等信息,要求學(xué)生通過閱讀、理解、思考和發(fā)現(xiàn)從中篩
選出相關(guān)的信息,把實(shí)際問題抽象為物理過程,鏈接所學(xué)知識,進(jìn)而遷移、創(chuàng)造,建立物理模型,
然后應(yīng)用題中的相關(guān)信息去解決問題。正因?yàn)榍榫承路f,甚至是陌生,使得學(xué)生在正確地展示其
中的物理情境時(shí)感到十分困難,不妨通過聯(lián)想,運(yùn)用類比、等效的方法,將題目涉及的新情景轉(zhuǎn)
化為大家熟悉的簡單的物理情境。
例21(99上海市高考試題)天文觀察表明,幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星(或星系)都在以各自
的速度背離我們運(yùn)動,離我們越遠(yuǎn)的星體,背離我們的速度(稱為退行速度)越大;也就是說,
宇宙在膨脹,不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比,即式中H為一常量,
稱為哈勃常數(shù),已由天文觀察測定。為解釋上述現(xiàn)象,有人提出一種理論,認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大
爆炸的火球開始形成的。假設(shè)大爆炸后各星球都以不同的速度向外勻速運(yùn)動,并設(shè)想我們就位于
其中心,則速度越大的星體現(xiàn)在離我們越遠(yuǎn),這一結(jié)果與上述天文觀測?致。由上述理論和天文
觀測結(jié)果,可估算宇宙年齡7,其計(jì)算式為7=。根據(jù)近期觀測,哈勃常數(shù)H=3X
102mzs?光年,其中光年是光在…年中行進(jìn)的距離,由此估算出宇宙的年齡約為年。
K分析見本題以“宇宙膨脹”為背景立意命題,考查學(xué)生的閱讀理解和構(gòu)建物理模型的能
力。雖然“宇宙膨脹”的最新科技情境對考生來說,具有新穎、陌生的特征。有相當(dāng)一部分同學(xué)
得到一錯誤的答案2/,。詢問其原因,學(xué)生是這樣想的,由可知物體走得越遠(yuǎn),速度越大,
r2
星體從中心向外運(yùn)動的速度隨它與中心的距離增大而均勻增大,所以丁=k^]=一。如果在
Q+HrH
2
構(gòu)建物理模型時(shí).,善于運(yùn)用類比的方法將“星體的退行”類比成“所有物體都勻速地遠(yuǎn)離某點(diǎn),
且離該點(diǎn)越遠(yuǎn)的物體,運(yùn)動速度越大”,在理解上就不會將“星體的退行速度V和它們離我們
的距離r成正比”理解為同一星體的速度隨距離變化的規(guī)律,并且物體勻速運(yùn)動的情境也是大多
數(shù)同學(xué)所熟悉的,很容易得到r=vT="rT,從而求出宇宙年齡7=-L,代入數(shù)據(jù)得:
H
T=1()|°年。
例22原子在不停地做熱運(yùn)動,為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì),必須使他們幾乎靜止
下來并能在一個(gè)小的空間區(qū)域停留一段時(shí)間。例如:納米技術(shù)中需要移動或修補(bǔ)分子??茖W(xué)家已
發(fā)明了一種稱為“激光致冷”的技術(shù),其原理如下:
在一個(gè)真空室內(nèi),一束非常準(zhǔn)直的Na—23原子束(通過樣品在1000K高溫下蒸發(fā)而獲得,
原子做熱運(yùn)動的速度近似為加=1000〃心),受一束激光的正面照射,如圖13所示。設(shè)原子處在基
態(tài),運(yùn)動方向與激光光的運(yùn)動方向相反。選好激光的頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與
基態(tài)間的能量差,原子就能吸收它而發(fā)生躍遷,躍遷后原子的速度變?yōu)閂/,隨后該原子發(fā)射光子
并回到基態(tài)。設(shè)所發(fā)射光子的運(yùn)動方向與速度的方向總是相同,此時(shí)原子的速度為也,接著重復(fù)
上述過程,直到原子的速度減小到零。
(1)吸收與發(fā)射光子的總次數(shù)為多少?-------------------
鈉原子
(2)原子停留在激發(fā)態(tài)上的時(shí)間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽源原專;____)
命,大小約10一%,忽略每次吸收與發(fā)射光子的時(shí)間,按上?—?溫'~
?-----?激光
述方式,原子初速度減小到零,共需要多長時(shí)間?該時(shí)間內(nèi)1l0O°O0向Om、/_s__________
原子總共走過的路程約為多少?(E=3.36x/。-/。,鈉原子圖13
的質(zhì)量機(jī)=3.84x/026kg,阿伏伽德羅常數(shù)NuG.Ox/O2%“jtMc=3.0xl08m/s')
K分析2:本以“激光致冷”為背景立意命題,旨在考查學(xué)生閱讀理解、捕獲信息的能力,
構(gòu)建物理模型的能力,以及靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力等。解決本題關(guān)鍵在于運(yùn)用類
比的方法,將“原子的吸收與發(fā)射光子的過程”類比為“一輛小n0
車以速度力向右運(yùn)動,在車前方將一只小球以速度c向左水平地卜.一
扔到車上,車速減小到丫八接著車上的人又以速度c把小球水平口力
向右扔出,車速減小到也的過程”,如圖14所示,將物理情境
轉(zhuǎn)化為大家熟悉的情境,這樣所求的問題的就非常簡單了。在此圖,4
基礎(chǔ)上,再運(yùn)用光子質(zhì)量、動量和能量之間的關(guān)系有及動量守恒
等知識面來求解。本題答案:(1)〃=3.4X104;(2)L=0.085/n1>
不僅在新科技的信息題中可以運(yùn)用這種方法進(jìn)行情境展示,象在處理重力場和電場并存的空
間中物體的運(yùn)動問題時(shí),我們也可以運(yùn)用類比或等效的方法,將問題轉(zhuǎn)化為單純的重力場情境中
的運(yùn)動問題來處理。
3.靈活挖掘題目中的隱含條件
物理問題“難”,還在于物理?xiàng)l件比較隱蔽。很大一部分物理問題中的條件并不明確給出,
而是隱含在文字?jǐn)⑹龌蛘呤菆D象之中,把這些隱含條件挖掘出來,常常是解題的關(guān)鍵所在。對題
目中隱含條件的挖掘,需要與物理情境、物理狀態(tài)、時(shí)間與空間、變化過程及變化過程中的多種
情況、突變拐點(diǎn)等等。要順利挖掘隱含條件,必須認(rèn)真審題,在確定研究對象、建立物理模型、
分析狀態(tài)、物理過程等各個(gè)過程中,都要仔細(xì)思考,除了明確給出的條件以外,是否還隱含更多
的條件,這樣才能準(zhǔn)確地理解題意,順利求解?,F(xiàn)將兒種常見的隱含條件的情況舉例分析如下:
(1)從物理概念中挖掘隱含條件
由物理概念的內(nèi)涵中找出隱蔽條件。物理概念是解題的依據(jù)之一,不少物理題的部分條件隱
含在相關(guān)的概念中,于是可以從分析概念中去挖掘隱含條件,尋求解題方法。
例23勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與豎直方向的夾角為a=37",在磁場中有一個(gè)總
電阻為Ro每邊長為L的正方形金屬框abed,其中ab邊的質(zhì)量為m,其它邊的質(zhì)量均不計(jì),cd
邊串交流電流表,并裝有固定的水平軸?,F(xiàn)將金屬框從水平面位置無初速度釋放,如圖所示,
若不計(jì)一切摩擦,金屬框經(jīng)時(shí)間t剛好到達(dá)豎直面位置abcd。
(1)在圖中標(biāo)出ab邊到達(dá)最低位置時(shí)感應(yīng)電流的方向;
(2)求在時(shí)間t內(nèi)流過電流表的電荷量;
K分析兒因?yàn)榻饘倏蛴伤矫嫖恢棉D(zhuǎn)到豎直面位置的過程中,
ab邊切割磁感線的速度不斷變化,故而框內(nèi)產(chǎn)生的電流為變化電
流,在求通過的電量時(shí)必須應(yīng)用電流的平均值,計(jì)算電流的平均值
時(shí)要注意從“磁通量的變化”這一概念的理解中挖掘隱含條件。
(1)由右手定則可判斷出,當(dāng)金屬框轉(zhuǎn)至豎直面位置時(shí)感應(yīng)
電流方向是由a到b。
(2)時(shí)間t內(nèi)流過交流電表的電荷量為:
q=I?t—?t----?t......................①
RRtR
而D,=Bl3sin370-(-BL2cos370)=1.4BL2……②
1ABI3_
由①②得:q=...............③
R
(2)從物理模型的理想化條件中挖掘隱含條件
物理模型的基本形式有“對象模型”和“過程模型”?!皩ο竽P汀笔菍?shí)際物體在某種條件卜
的近似與抽象,如質(zhì)點(diǎn)、理想氣體、理想電表等;“過程模型”是理想化了的物理現(xiàn)象或過程,
如勻速直線運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、簡諧運(yùn)動等。有些
題目所設(shè)物理模型是不清晰的,不宜直接處理,但只要抓住問題的主要因素,忽略次要因素,恰
當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化,就能使問題得以解決。
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