高考物理常用的幾種破題方法

2022-09-20 06:54:04 字數 4857 閱讀 2644

破題,就是從審題開始,迅速而準確的弄懂題意,明確解決問題的思路和方法。審題應該慢,字斟句酌,尤其是定語、狀語、補語在物理情境的描述中起著提供條件的作用。還應該提醒的是,慢審題可以防止潛意識定勢思維對題意理解的干擾。

審題仔細透徹了,解起題來自然就快了。

通過專題複習,掌握常用的幾種破題方法,提高審題能力。

一、考題回顧

1.(00全國)如圖所示為一空間探測器的示意圖,p1、p2、p3、p4是四個噴氣發動機,p1、p3的連線與空間一固定座標系的x軸平行,p2、p4的連線與y軸平行,每台發動機開動時,都能向探測器提供推力,但不會使探測器轉動。開始時,探測器以恆定的速率v0向x方向平動,要使探測器改為向正x偏負y60°方向以原速率v0平動,則可

a.先開動p1適當時間,再開動p4適當時間

b.先開動p3適當時間,再開動p2適當時間

c.開動p4適當時間

d.先開動p3適當時間,再開動p4適當時間

解題方法與技巧:該題實際上是要校正探測器的飛行狀態,這在航天活動中,是很常見的工作,因為這也是很有意義的一道題。最後要達到的狀態是向正x偏負y60°方向平動,速率仍為v0。

如圖2所示,這個運動可分解為速率為v0cos60°的沿正x方向的平動和速率為 v0sin60°的沿負y方向的平動,與原狀態相比,我們應使正x方向的速率減小,負y方向的速率增大。因此應開動p1以施加一負x方向的反衝力來減小正x方向的速率;然後開動p4以施加一負y方向的反衝力來產生負y方向的速率。所以選項a正確。

點評:本題立意新穎、情景設定十分巧妙,設定的選項也具有很大的迷惑性,主要考查學生在新情景下分析問題和推理判斷能力的高低,這就要求學生不僅應該具備紮實的理論基礎,即熟練掌握力和運動這兩條獨立性原理,還要具備逆向的分析、推理能力。

2.(03全國理綜)如圖所示,三個完全相同的金屬小球a、b、c

位於等邊三角形的三個頂點上。a和c帶正電,b帶負電,a

所帶電量的大小比b的小。已知c受到a和b的靜電力的合

力可用圖中四條有向線段中的一條來表示,它應是 ( )

a.f1b.f2

c.f3d.f4

解題方法與技巧:球c受球a和b的靜電力fa和fb的作用,如圖所示。由於fa點評:

此題設計巧妙,考查理解能力和推理能力,考查考生對庫侖定律和力的平行四邊形定則的應用能力。許多學生由於沒有分析f1和f2的區別,而出錯。學生習慣於給出具體的數值通過計算得出結果,但本題沒有給出fa和fb的大小,只知道fafb,合力斜向下,如f1的方向;若fa3.(03全國理綜)如圖所示,乙個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,o點為其球心,碗的內表面及碗口是光滑的。

一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質量為m1和m2的小球,當它們處於平衡狀態時,質量為m1的小球與o點的連線與水平線的夾角為

α=60°。兩小球的質量比為

ab.cd.解題方法與技巧:此題設計巧妙,考查分析綜合能力和運用數學處理物理問題的能力,要求考生對於給出的具體事例,選擇小球m1為物件,分析它處於平衡狀態,再用幾何圖形處理問題,從而得出結論。

小球受重力m1g、繩拉力f2=m2g和支援力f1的作用而平衡。如圖所示,由平衡條件得,f1= f2,,得。故選項a正確。

點評:部分學生雖然知道以小球m1為物件,討論它受力平衡,但是不會正確使用幾何圖形來討論,或者是三個力的夾角找錯了;或者是列出力的平衡方程或由力的平行四邊形找力的關係發生錯誤。

4.(03全國理綜)如圖所示,兩根平行的金屬導軌,固定在同一水平面上,磁感應強度b=0.50t的勻強磁場與導軌所在平面垂直,導軌的電阻很小,可忽略不計。導軌間的距離l=0.

20m。兩根質量均為m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導軌上無摩擦地滑動,滑動過程中與導軌保持垂直,每根金屬桿的電阻為r=0.

50ω。在t=0時刻,兩桿都處於靜止狀態。現有一與導軌平行、大小為0.

20n的恒力f作用於金屬桿甲上,使金屬桿在導軌上滑動。經過t=5.0s,金屬桿甲的加速度為a=1.

37m/s2,問此時兩金屬桿的速度各為多少?

分析:本題主要考查分析綜合能力,它是一道學科內部綜合的試題,涉及到電磁感應、安培力、牛頓運動定律和動量定理,要求考生綜合上述知識,認識題目所給的物理情景,找出物理量之間的關係。杆甲在恒力f作用下由靜止開始運動,杆甲、乙構成的迴路磁通量發生變化,產生感應電流,杆甲受到方向向左的安培力作用,做加速運動,杆乙受到方向向右的安培力作用,做加速運動,運動過程中,杆甲和乙受到的安培力是變化的,加速度也是變化的。

解答:設任一時刻t兩金屬桿甲、乙之間的距離為x,速度分別為v1和v2,經過很短的時間△t,杆甲移動距離v1△t,杆乙移動距離v2△t,迴路面積改變

由法拉第電磁感應定律,迴路中的感應電動勢

迴路中的電流

杆甲的運動方程

由於作用於杆甲和杆乙的安培力總是大小相等,方向相反,所以兩桿的動量時為0)等於外力f的衝量

聯立以上各式解得

代入資料得m/s m/s

點評:本題有約37%的考生得0分,約24%的考生只得了1-2分,標明他們基本上沒能認識題目給出的具體情景,不知道從何處入手解題。還有的考生雖然認識到恒力作用下金屬桿甲和乙受力和運動方面的聯絡,但是把杆甲和乙的運動隔裂開,認為感應電流只有杆甲做切割磁感線運動產生的感應電動勢來決定;或者是自加條件認為杆甲和乙做勻變速直線運動等。

還有的考生知道杆甲和乙受到的安培力是變化的,但看不到杆甲和乙受到的安培力是等大反向,若以杆甲和乙整體為物件,安培力的衝量的向量和為零。

二、典題例析

1.認真審題,捕捉關鍵詞句

審題過程是分析加工的過程,最先應感知到題目所要考查的知識點,出題人的意圖,然後挖掘題目的內涵。其方法可以是:捕捉關鍵詞句,理解其內涵和外延,明確限定條件;挖掘隱含在物理過程、物理狀態、物理模型中的隱含條件。

【例題1】 如圖所示,質量為m的木塊被長為l的輕繩懸掛著處於靜止狀態。乙個質量為m的水平飛行的子彈擊中木塊,並隨之一起運動。求子彈以多大的速度擊中木塊,才能使繩在木塊運動中始終繃緊。

解題方法與技巧:此題的物理情景比較清晰有序,考查的知識點明確。關鍵要抓住限定條件。

「始終緊繃」就是關鍵詞。它意味著m與m必須一起繞懸點作圓周運動。進一步分析就可得到兩種情景:

(1)m和m能通過最高點,做完整的圓周運動;(2)m和m只能運動到最高點以下某處為止,做不完整的圓周運動。滿足情景(1),m在最高點有最小速度,即:。這意味著子彈打擊m的初速度存在某個最小值(過程略),。

滿足情景(2),應由m運動的最高點與懸點等高,此時速度為零,這意味著子彈的初速度存在某個最大值(過程略),。此題完整的解為:

或2.認真審題,挖掘隱含條件

物理問題的條件,不少是間接或隱含的,需要經過分析把它們挖掘出來。隱含條件在題設中有時候就是一句話或幾個詞,甚至是幾個字,如「剛好自由勻速下滑」說明摩擦力等於重力沿斜面下滑的分力;「恰好到某點」意味著到該點時速率變為零等。有些隱含條件埋藏較深,挖掘起來有一定困難。

而有些問題看似一籌莫展,但一旦尋找出隱含條件,問題就會應刃而解。

【例題2】 在研究平拋物體的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長l=1.25cm。若小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式v0用l、g表示),其值是取g=9.

8m/s2)。

解題方法與技巧:本題所隱含的條件是:a點不是拋出點。

因此,若直接套用公式計算必然導致錯誤。然而,要挖掘這一條件,必須克服原實驗過程中定勢思維的影響,通過分析驗證才能發現:ab、bc、cd間的豎直方向的距離之比為1∶2∶3,而不是初速度為零的勻變速直線運動關係的1∶3∶5;明確了這一點,就不難由,得出:

,。3.畫好草圖,形象物理過程和情境

畫草圖是分析物理問題的重要手段,它能建立清晰有序的物理過程、確立物理量間的關係,把問題具體化,形象化。草圖可以是運動過程圖、受力分析圖、狀態變化圖等。也可以是由投影法、等效法得到的示意圖。

【例題3】在光滑的水平面上靜止一物體,現以水平恒力甲推此物體,作用一段時間後換成相反方向的水平恒力乙推物體,當恒力乙作用時間與恒力甲的作用時間相同時,物體恰好回到原處,此時物體的動能為32j,則恒力甲和恒力乙所作的功各是多少?

解題方法與技巧:解決此題的關鍵是:弄清過程中兩力的位移關係、大小關係以及各自做功情況。因此畫出過程草圖(如圖),標明位移,對解題有很大幫助。

通過圖示,很容易得到以下資訊:s=-s′即,得3a1=a2,即3f1=f2。兩力都做正功f1s+f2s=32。解得:w1=f1s=8j,w2=f2s=24j。

【例題4】設在地面上方的真空室內,存在勻強電場e和勻強磁場b。已知e、b的方向是相同的,e=4v/m,b=0.15t。

今有乙個帶負電的質點以v=20m/s的速度在此區域內沿垂直場強的方向作勻速直線運動,求此帶電質點的電量與質量之比。

解題方法與技巧:此題是帶電粒子在復合場中運動的問題,各物理量具有一定的空間幾何關係,選擇好視角,把空間問題平面化,畫好平面受力分析圖,問題就容易解決。雖然題目中速度方向不唯一確定,磁場方向未給出,但「粒子作勻速直線運動」,其受力必在同一平面內,且平衡。

依題意,粒子所受的電場力和洛倫茲力方向垂直。垂直重力方向看去:則有如圖所示的兩個受力分析圖(圖甲、乙)。

從而得到:(qvb)2+(qe)2=(mg)2即q/m=4。

4.變換思路,加強物理情景間的聯絡

有些題目,就題論題很難求得結論,甚至得不到結果。此時應馬上變換思路,轉移研究物件、物理狀態和物理過程,加強相似物理情景間的聯絡,挖掘特殊和一般的關係,匯出結論。

【例題5】如圖所示整個裝置靜止時,繩與豎直方向的夾角為30。ab連線與ob垂直。若使帶電小球a的電量加倍,帶電小球b重新穩定時繩的拉力多大?

【解析】小球a電量加倍後,球b仍受重力g、繩的拉力t、庫倫力f,但三力的方向已不再具有特殊的幾何關係。若用正交分解法,設角度,列方程,很難有結果。此時應改變思路,並比較兩個平衡狀態之間有無必然聯絡。

於是變正交分解為力的合成,注意觀察,不難發現:aob與fbt′圍成的三角形相似,則有:ao/g=ob/t。

說明系統處於不同的平衡狀態時,拉力t大小不變。由球a電量未加倍時這一特殊狀態可以得到:t=gcos30。

球a電量加倍平衡後,繩的拉力仍是gcos30。

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