高考物理专题提升二轮复习 第2部分 专题8 第3讲 计算题突破课件 新人教版.ppt

第3讲 计算题突破 随着试题量的减少 广东高考物理计算题越来越突出主干知识的考查 高中物理主干知识主要有牛顿运动定律 匀变速直线运动规律 万有引力定律 匀速圆周运动及其向心力 平抛运动 电磁感应定律 带电粒子在匀强电场中的运动 带电粒子在匀强磁场中的运动 动量守恒定律 动能定理 机械能守恒定律 能量守恒定律等 广东理综物理考题中有两道计算题 其中一道是力学综合题 一道是电学综合题 2010年第一道考查力学 第二道考查电学 考题总体难度偏低 特别是计算题压轴题对尖子生的甄别性不高 而物理最能甄别考生能力的就是力学综合题 于是2011年考题刚好出现位置调转 把力学综合题作为了压轴题考查 这两年的两道计算题考查的知识点保持稳定 力学综合题主要涉及功能关系 动量守恒 圆周运动等主干知识 电学综合题主要考查带电粒子在磁场中的运动 只不过2011年考题多考查了加速电场 而2012年电学计算题换成了电磁感应综合问题 压轴题还是力学综合题 与去年的预测完全一致 2013年计算题预测 第一道可能考查带电粒子在电场中的运动 还可能会结合磁场或者电磁感应来考查 第二道则可能继续是动量与能量方面的力学综合题 也可能是一道综合型很强的力电综合题 压轴题一般会设多个小问 设三个小问的可能性最大 前两问难度一般不会太大 第三问一定是为极少数物理尖子生而设置的 由于命题有一定偶然性 希望各位在心理上有所准备 复习时应该把高中物理主干知识的计算题都弄透彻 还要能灵活地把几部分知识综合起来解题 另外 计算题中对于数学能力的考查 由于时间限制 物理科所承载的 应用数学处理物理问题 能力的考查肯定会受到削弱 计算题和实验题可以肯定不会有烦琐的数学运算 比如难度较大的极值运算 数列运算等 转而考查一些在物理中常用的基础数学工具 如图象 三角函数 简单几何关系等 一 斜面问题 斜面模型是中学物理最常见的模型之一 各级各类考题都会出现 涉及的内容有力学 电学等 相关方法有整体与隔离法 极值法 极限法等 是属于考查考生分析 推理能力的模型 在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题 思维发散 1 求解以下各类斜面问题 1 如图8 3 1所示 一个质量为m的滑块沿倾角为 的光滑斜面m由静止自由下滑 斜面m静止不动 重力加速度为g 则滑块下滑的加速度为多少 图8 3 1 2 如图8 3 1所示 若斜面不光滑 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 其他条件不变 则滑块下滑的加速度为多少 3 如图8 3 1所示 若滑块能沿倾角为 的斜面匀速下 滑 则m与m之间的动摩擦因数 为多少 4 如图8 3 1所示 自由释放的滑块在斜面上 其他条 件同 2 则 静止或匀速下滑时 斜面m对水平地面的摩擦力为 地面对斜面的支持力n 填 或 m m g 加速下滑时 斜面对水平地面的静摩擦力水平向 地面对斜面的支持力n m m g 减速下滑时 斜面对水平地面的静摩擦力水平向 地面对斜面的支持力n m m g 5 如图8 3 1所示 若给质量为m的滑块一个沿斜面向上的初速度v0 让其从底部沿斜面滑行 斜面足够长 且滑块与斜面之间的动摩擦因数为 则滑块运动的加速度为多少 滑块运动到最高点所需要的时间为多少 滑块上滑的最大高度又为多少 6 对于 5 如果把斜面改为水平面 可以理解为倾角 0的斜面 其他条件不变 则滑块的加速度为多少 滑块停下来所需要的时间为多少 此时滑块的位移为多少 7 如图8 3 2所示 m能在光滑斜面上与m保持相对静止 并一起向右做匀加速运动 则m的加速度为多少 图8 3 2 8 如图8 3 3所示 在倾角为 的足够长的斜面上以速度v0平抛一小球 则小球落到斜面上的时间t为多长 小球在斜 面上的抛出点和落点之间的距离多大 落到斜面上时 速度方向与水平方向的夹角 跟斜面倾角 之间存在怎样的关系 图8 3 3 9 同第 1 小题所述 但若小滑块带正电 带电量为q 且整个装置置于垂直纸面向外的磁感应强度为b的匀强磁场中 则滑块开始时做什么样的运动 从静止开始运动 到离开斜面 足够长 所用时间为多少 沿斜面下滑的距离有多长 10 同第 2 小题所述 但若小滑块带负电 带电量为q 且整个装置置于方向水平向左 电场强度为e的匀强电场中 则要使滑块能够在斜面上由静止开始下滑 需要满足什么样的条件 若能下滑 且在斜面上滑行了l长的距离 则滑块做什么样的运动 用了多长时间 此时滑块的速度为多大 11 如图8 3 4所示 各接触面均光滑 斜面m底边的长度为l 则在小球m从斜面顶端滑下的过程中 斜面后退的位移s为多大 图8 3 4 图8 3 5 12 如图8 3 5所示 两根足够长的金属直导轨mn pq平行放置在倾角为 的绝缘斜面上 两导轨间距为l m p两点间接有阻值为r的电阻 一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上 并与导轨垂直 整套装置处于磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向垂直斜面向上 导轨和金属杆的电阻以及它们之间的摩擦都可忽略 让ab杆沿导轨由静止开始下滑 则在加速下滑的过程中 当ab杆的速度大小为v时 ab杆中的电流为多大 其加速度的大小为多少 在下滑过程中 ab杆可以达到的速度最大值为多大 若ab杆达到最大速度时在斜面上滑行的距离为s 则整个过程中产生的焦耳热为多少 二 叠加体模型 叠加体模型在历年的高考中频繁出现 一般需要求解它们之间的摩擦力 相对滑动路程 摩擦产生的热量 多次作用后的速度变化等 另外广义的叠加体模型可以有许多变化 涉及的问题更多 如2010年高考天津卷第10题 宁夏卷第20题 山东卷第24题 2011年高考全国卷第15题 北京卷第24题 江苏卷第6题 四川卷第25题等 叠加体模型有较多的变化 解题时往往需要进行综合分析 下列这几个典型的情境和结论需要熟记和灵活运用 思维发散 2 质量为m的长木板b静止放在水平地面上 质量为m的小物块a 可视为质点 叠放在长木板b上 试根据下面不同的条件进行分析和解题 1 如图8 3 6所示 a以水平初速度v0冲上木板b 并恰好不从木板b上掉下 已知a b间的动摩擦因数为 地面光滑 求这一过程中 图8 3 6 a b各自做什么样的运动 加速度分别为多少 方向如 何 a滑到b的右端时速度为多少 物块a的动能减少了多少 木板b的动能增加了多少 系统机械能的减少量为多少 a b各自的位移为多少 系统产生了多少热量 长木板有多长 推广 类似这样的物理模型有 子弹打木块模型 小球在弧形光滑轨道上滑动 小车上单摆的摆动过程 一静一动的同种电荷追碰运动等 2 如图8 3 7所示 地面光滑 a静止放在b最左端 现用一水平向右的恒力f作用在a上 使a从静止开始做匀加速直线运动 已知a b间的动摩擦因数为 木板b长度为l 当a滑到b的最右端时木板b的位移为x 则这一过程中 图8 3 7 a b受到的摩擦力的方向如何 各自做什么样的运动 a b的加速度分别为多少 方向如何 摩擦力对a做的功为多少 合外力对a做的功为多少 摩擦力对b做的功为多少 合外力对b做的功为多少 a到达b最右端时 a b具有的动能分别为多少 a b组成的系统产生了多少内能 要使a b相对滑动 外力f至少为多大 3 如图8 3 8所示 质量为m的平板车b左端放有质量为m的物块a 可看成质点 a与b之间的动摩擦因数 0 5 开始时a和b以v0 6m s的速度向右在光滑水平面上前进 并使车b与墙发生正碰 设碰撞时间极短 且碰撞后车b的速率与碰撞前相等 车身足够长 要使物块a不能与墙相碰 取g 10m s2 则 图8 3 8 以下 小问假设m 2kg m 1kg 第一次碰撞以后的运动过程中 谁会反向运动 a b各自做什么运动 最终运动情况怎样 小车能否第二次与墙发生碰撞 求第一次碰撞后a b能再次达到的共同速度和此时a 在b上滑行的距离 以下 小问假设m 1kg m 2kg 第一次碰撞以后运动的过程中 谁会反向运动 a b各自做什么运动 最终运动情况怎样 小车能否第二次与墙发生碰撞 求第一次碰撞后b离开墙的最大距离 若能再次碰墙 试判断小车b第二次碰墙前能否与a达 到共同速度 为使物块a始终不会滑出平板车b右端 平板车至少多 长 3 a会反向运动 a先做匀减速直线运动 然后反向做匀加速直线运动 b一直做匀减速直线运动 达到共同速度后 最终a b一起向左做匀速运动 小车不能与墙发生第二次碰撞 b会反向运动 a一直做匀减速直线运动 b先做匀减速直线运动 然后反向做匀加速直线运动 达到共同速度后 最终a b一起向右做匀速运动 然后再次碰墙 碰撞后运动情况和第一次碰撞一样 但小车离开墙的最大距离越来越短 经过无数次碰墙后 最终小车靠墙停下来 故小车能与墙发生第二次碰撞 三 含弹簧的物理模型 纵观历年的高考试题 和弹簧有关的占有相当大的比重 高考命题常以弹簧为载体设计出各类试题 这类试题涉及静力学 动力学 动量守恒和能量守恒 振动问题 功能问题等 几乎贯穿整个力学的知识体系 为了帮助同学们掌握这类试题的分析方法 现将有关弹簧问题分类进行剖析 对于弹簧 从受力角度看 弹簧上的弹力是变力 从能量角度看 弹簧是个储能元件 因此 弹簧问题能很好地考查考生的综合分析能力 备受高考命题老师的青睐 题目类型有 静力学中的弹簧问题 动力学中的弹簧问题 与动量和能量有关的弹簧问题 思维发散 3 求解以下各类弹簧类问题 1 如图8 3 9所示 四个完全相同的弹簧分别处于水平位置 它们的右端受到大小皆为f的拉力作用 而左端的情况各不相同 中弹簧的左端固定在墙上 中弹簧的左端也受大小为f的拉力作用 中弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 中弹簧的左端拴一小物块 物块在粗糙的桌面上滑动 若弹簧的质量都可忽略不计 以l1 l2 l3 l4依次表示四个弹簧的伸长量 则四者的关系是 图8 3 9 2 如图8 3 10所示 两木块a b的质量分别为m1和m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2 两弹簧分别连接a b 整个系统处于平衡状态 现缓慢向上提木块a 直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零 则在此过程中a和b的重力势能共增加了多少 图8 3 10 3 一弹簧测力计秤盘的质量m1 1 5kg 盘内放一质量m2 10 5kg的物体p 弹簧的质量不计 其劲度系数k 800n m 整个系统处于静止状态 如图8 3 11所示 现给p施加一个竖直向上的力f 使p从静止开始向上做匀加速直线运动 已知在最初0 2s内f是变化的 在0 2s后是恒定的 求f的最大值和最小值 取g 10m s2 图8 3 11 4 如图8 3 12所示 用轻弹簧将质量均为m 1kg的物块a和b连接起来 将它们固定在空中 弹簧处于原长状态 a距地面的高度h1 0 90m 同时释放两物块 a与地面碰撞后速度立即变为零 b压缩弹簧后被反弹 使a刚好能离开地面并且不继续上升 若将b物块换为质量为2m的物块c 图中未画出 仍将它与a固定在空中且弹簧处于原长 从a距地面的高度为h2处同时释放 c压缩弹簧被反弹后 a也刚好能离开地面并且不继续上升 已知弹簧的劲度系数k 98n m 求h2的大小 图8 3 12 5 用轻弹簧相连的质量均为2kg的a b两物块 都以v 6m s的速度在光滑水平地面上运动 弹簧处于原长 质量为4kg的物块c静止在前方 如图8 3 13所示 b与c碰撞后粘在一起运动 则在以后的运动中 图8 3 13 当弹簧的弹性势能最大时 物体a的速度为多大 弹簧弹性势能的最大值是多少 a的速度方向有可能向左吗 为什么 解析 当弹簧静止或匀速直线运动时 弹簧两端受力大小相等 产生的弹力也相等 用其中一端产生的弹力代入胡克定律即可求形变量 当弹簧处于加速运动状态时 以弹簧为研究对象 由于其质量可忽略 故无论加速度a为多少 仍然可以得到弹簧两端受力大小相等 由于弹簧弹力f弹与施加在弹簧上的外力f是作用力与反作用力的关系 因此 弹簧的弹力也处处相等 与静止时的情况没有区别 在题目所述的四种情况中 由于弹簧右端受到的拉力作用大小皆为f 且弹簧质量都可忽略 根据作用力与反作用力的关系 弹簧产生的弹力大小皆为f 四个弹簧完全相同 根据胡克定律可知 它们的伸长量皆相等 2 取a b以及它们之间的弹簧组成的整体为研究对象 则当下面的弹簧对地面的压力为零时 向上提a的力恰好为f m1 m2 g 图67 四 传送带问题 皮带传送类问题在现代和生产生活中的应用非常广泛 这类问题中物体所受摩擦力的大小和方向 物体的运动性质都具有变化性 涉及力 相对运动 能量转化等各方面的知识 能较好地考查考生分析物理过程及应用物理规律解答问题的能力 思维发散 4 求解以下各类传送带问题 1 如图8 3 14所示 长为l的传送带ab始终保持速度v0顺时针运动 现将一与皮带的动摩擦因数为 质量为m的滑块c 可视为质点 轻放到a端 已知l 3 6m v0 5m s m 1kg 0 5 取g 10m s2 求 图8 3 14 滑块c由a运动到b时做什么样的运动 运动时间tab 为多少 在tab时间内 滑块c和传送带的位移分别是多少 滑块 c相对于传送带的位移大小是多少 滑块c由a运动到b 摩擦力对滑块c和传送带做的功分别是多少 从功是能量转化的量度来看 它们各自的物理意义又是什么 传送带的电机因放上物体而多做多少功 滑块c和传送 带之间由于摩擦产生多少热量 2 如图8 3 15所示 一水平方向上足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向传动 在传送带右端一与传送带等高的光滑水平面上 一物体以速率v2沿直线向左滑上传送带 经过一段时间后又返回光滑水平面 求返回到光滑水平面时的 速率v2 图8 3 15 3 如图8 3 16所示 倾角为 的传送带 以v0的恒定速度按图示方向匀速运动 已知传送带上下两端相距l 现将一与传送带间动摩擦因数为 的滑块a轻放于传送带上端 求a从上端运动到下端的时间t 图8 3 16 4 如图8 3 17甲所示 质量m 0 1kg的金属棒a从某一高度由静止沿光滑的弧形轨道下滑 然后进入宽l 0 5m的光滑水平导轨 水平导轨处于竖直向下 磁感应强度b 0 2t的广阔匀强磁场中 在水平导轨上另有一静止的金属棒b 其质量与金属棒a的质量相等 已知金属棒a和b的电阻分别是0 1 金属棒a进入水平导轨后 金属棒a和b运动的v t图象如图乙所示 导轨的电阻不计 整个水平导轨足够长 取g 10n kg 求 图8 3 17 金属棒a的初始位置距水平轨道的高度 金属棒a进入磁场的瞬间 金属棒b的加速度多大 证明两棒的最终速度v2 1m s 若假设两棒始终没有相碰 则两棒在运动过程中最多产 生多少电能 a b棒产生的总热量为多少 若轨道变成图丙所示 已知la lb 7 3 两棒由同种材料制成且粗细相同 现给a一个初速度v0 求稳定后a b 的速度 图甲中虚线处为磁场的边界 为使a b两棒不相撞 则 b棒离磁场边界 虚线处 至少多远 解 1 先做匀加速直线运动 后做匀速直线运动 运动时间tab为1 22s 滑块c和传送带的位移分别是3 6m 6 1m 滑块c相对于传送带的位移大小是2 5m 摩擦力对滑块c做的功是12 5j 物理意义是做的功使滑块的动能增加了12 5j 摩擦力对传送带做的功是 25j 物理意义是做功消耗了传送带25j的能量 转化成滑块12 5j的动能和系统12 5j的摩擦热 传送带的电机因放上物体而多做25j的功 滑块c和传送带之间由于摩擦产生12 5j的热量 2 滑块向左运动时所受滑动摩擦力必然是向右的 返回时 开始阶段滑块速率小于传送带速率 所受摩擦力仍向右 滑块向右加速 若滑块能一直加速到右端 则v2 v2 前提是传送带速率一直大于滑块速率 即v1 v2 v2 若v1 v2 则返回加速过程中 到不了最右端滑块速度就与传送带的速度相等了 之后以v1匀速到达右端 即v1 v2时 v2 v1 3 当a的速度达到v0时是运动过程的转折点 a初始下滑加速度为a1 gsin gcos 若能加速到v0 下滑位移 对地 五 碰撞和 类碰撞 问题 碰撞问题是历年高考试题的重点和热点 同时它也是同学们学习的难点 它所反映出来的物理过程 状态变化及能量关系 能够全方位地考查考生的理解能力 逻辑思维能力及分析推理能力 高考中考查的碰撞问题 碰撞时间极短 位移为零 碰撞过程遵循动量守恒定律 碰撞是一个十分重要的物理过程 其特点是 作用时间极短 动量守恒 动能不增加 思维发散 5 如图8 3 18所示 已知a b两个钢性小球质量分别是m1 m2 小球b静止在光滑水平面上 a以初速度v0与小球b发生碰撞 图8 3 18 1 若两球发生的碰撞是弹性碰撞 求碰撞后小球a的速度v1和小球b的速度v2 并从下面五个前提条件对两球碰撞后的情景进行讨论 m1 m2 m1 m2 m1 m2 m1 m2 m1 m2 2 若两球发生的碰撞是完全非弹性碰撞 即碰撞后小球a b粘在一起 求碰撞后的共同速度以及这一过程中损失的机械能 3 若m1 m2 求碰撞后小球a和b的速度的取值范围 推广 碰撞模型的应用不仅仅局限于碰撞 还应包括类似碰撞的模型 即 类碰撞 因此我们应广义地理解碰撞模型 分析弹性碰撞这一模型的关键是抓住系统碰撞前后动量守恒 机械能守恒 动能不变 具备了这一特征的物理过程 可理解为弹性碰撞 分析完全非弹性碰撞这一模型的关键是抓住碰撞后具有共同速度 且遵循动量守恒 但此时损失的机械能最大 图8 3 19中所反映的情景都可以归结为碰撞模型 图8 3 19 讨论 当m1 m2时 v1 0 v2 v0 显然碰撞后a静止 b以a的初速度运动 两球速度交换 并且a的动能完全传递给b 因此m1 m2也是动能传递最大的条件 若m1 m2时 v1 v0 v2 2v0 即当质量很大的物体a碰撞质量很小的物体b时 物体a的速度几乎不变 物体b以2倍于物体a的速度向前运动 当m1 m2时 则v1 0 0 v2 v0 即物体a反向运动 物体b以小于v0的速度向前运动 3 一般的碰撞是介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间的情形 故它们的速度一定介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间 因此碰撞后小球a和b的速度的取值范围是 六 带电粒子在电场和磁场中的运动问题 以带电粒子在电场和磁场中的运动为题材的物理题是高考的热点 每年的高考试卷都有此类题 并且多是大型计算题 综合题 以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题 能考查电场 电场力 加速度 速度 位移 匀速运动 匀加速运动及磁场 洛伦兹力 圆周运动 向心力 向心加速度 线速度 角速度以及几何作图 数学演算等很多知识点 所以 以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题容易出综合题 下面通过题目探讨以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题的命题规律和解题方法 思维发散 6 如图8 3 20所示 离子发生器发射出一束质量为m 电荷量为q的离子 从静止经加速电压u1进行加速 图8 3 20 1 求经电场加速后获得速度v0的大小 2 若经电压加速后 离子从两平行板左侧中间位置a平行两板射入电压u2的偏转电场 已知平行板长为l 两板间距离为d 求 离子离开电场前在偏转电场中的运动时间t 离子在偏转电场中受到的电场力的大小f 离子在偏转电场中的加速度 离子在离开偏转电场时的纵向速度vy 离子在离开偏转电场时的速度v的大小 离子在离开偏转电场时的竖直偏移量y 离子离开偏转电场时的偏转角 的正切值tan 证明离子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板 间的中心点o 要使离子能穿出电场区域 则求两板间所加偏转电压u 的范围 若放置一足够大 与两板右侧相距b的竖直屏 求粒子 可能到达屏上区域的长度 如图8 3 21所示 求 3 若经电压加速后 离子从a点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中 离子离开磁场时的位置p偏离入射方向的 距离为 图8 3 21 离子在磁场中做圆周运动的轨迹半径 匀强磁场的磁感应强度 离子在磁场中做圆周运动的周期 离子在磁场中的运动时间 离子离开磁场时速度偏转的角度 的正切值tan 4 若经电压加速后 离子沿am方向进入一半径为r 磁感应强度为b的圆形匀强磁场区域 离开磁场后离子将击中屏幕的n点 如图8 3 22所示 已知m点为屏幕的中心 磁场区域的圆心o在am的连线上 o点与m点的距离为l 求 图8 3 22 离子在磁场中做圆周运动的轨迹半径 离子在磁场中做圆周运动的周期 离子离开磁场时速度偏转的角度 的正切值tan 离子击中的n点与屏幕中心m点的距离 离子在磁场中的运动时间 离子从进入圆形磁场到击中屏幕的总时间 图68 2t 磁场方向垂直纸面向里 当一束质荷比为 7 2011年肇庆一模 有一个长方体形状的匀强磁场和匀强电场区域 它的截面是边长l 0 20m的正方形 如图8 3 23所示 其电场强度为e 4 105v m 磁感应强度b 2 10 kg c的正离子流 以一定的速度从电磁场的正方形区域边界的中点射入时 不计正离子的重力 则 图8 3 23 1 要使离子流穿过电磁场区域而不发生偏转 电场强度的 方向如何 离子流的速度多大 2 在离电磁场区域右边界d 0 4m处有一与边界平行的荧光屏 若撤去电场 离子流击中屏上a点 若撤去磁场 离子流击中屏上b点 求ab间的距离 解 1 电场方向竖直向下 与磁场构成粒子速度选择器 使离子运动不偏转 则qe qbv 解得v 2 107m s 2 撤去电场 离子在磁场中做匀速圆周运动 所需向心力为洛伦兹力 于是 离子离开磁场区域边界时 如图 得 30 69 图69 七 电磁感应综合问题 电磁感应是每年高考考查的重点内容之一 电磁学与电磁感应的综合应用是高考热点 往往由于其综合性较强 在选择题与计算题都可能出现较为复杂的试题 电磁感应的综合应用主要体现在与电学知识的综合 以 导轨 导体棒 模型为主 充分利用电磁感应定律 楞次定律 安培力 直流电路知识 磁场知识等多个知识点 可能以图象的形式进行考查 也可能是求解有关电学的一些物理量 如电量 电功率或电热等 同时在求解过程中通常也会涉及力学知识 如物体的平衡条件 运动最大速度求解 牛顿运动定律 动能定理 动量守恒定律 双导体棒 及能量守恒等知识点 思维发散 8 求解下列各类电磁感应问题 1 如图8 3 24所示 在一磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h 0 1m的平行金属导轨mn和pq 导轨电阻忽略不计 在两根导轨的端点n q之间连接着一阻值r 0 3 的电阻 导轨上跨放着一根长为l 0 2m 每米长电阻为r 2 0 m的金属棒ab 金属棒与导轨正交放置 交点为c d 当金属棒在水平拉力的作用下以速度v 4 0m s向左做匀速运动时 试求 电阻r中的电流强度大小和方向 使金属棒做匀速运动的拉力 金属棒ab两端点间的电势差 回路中的发热功率 图8 3 24 2 如图8 3 25所示 ab cd是两根足够长的固定平行金属导轨 两导轨间的距离为l 导轨平面与水平面间的夹角为 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场 磁感应强度为b1 在导轨的ac端连接一个阻值为r的电阻 一根质量为m 垂直于导轨放置的金属棒ab 从静止开始沿导轨下滑 已知金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为 导轨和金属棒的电阻都不计 图8 3 25 请分析金属棒的运动情况 并求此过程中金属棒ab的最 大速度 若金属棒ab从静止开始沿导轨下滑到速度最大时 通过的位移为x0 能否求出在此过程中通过电阻r的电荷量为多少 如果能 请求出该电荷量q 如果不能 请说明原因 若金属棒ab从静止开始沿导轨下滑到速度最大时 通过的位移为x0 能否求出在此过程中安培力对金属棒ab所做的功 如果能 请求出安培力所做的功wa 如果不能 请说明原因 图8 3 26 在前t0时间内线圈中产生的电动势 在前t0时间内线圈的电功率 求t0的值 4 如图8 3 27所示 两根平行金属导轨的端点p q用电阻可忽略的导线相连 两导轨间的距离l 0 20m 有垂直于桌面随时间变化的匀强磁场 已知磁感应强度b与时间t的关系为b kt 比例系数k 0 02t s 一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动 在滑动过程中保持与导轨垂直 在t 0时刻 导轨固定在水平桌面上 两根导轨每米的电阻均为r0 0 10 m 导轨的金属杆紧靠在p q端 在外力作用下 杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动 求 在t 6 0s时金属杆所受的安培力 图8 3 27 1 解 金属棒向左匀速运动时 等效电路如图70所示 在闭合回路中 金属棒cd部分相当于电源 内阻rcd hr 电动势ecd bhv 图70 图71 高考物理计算题答题技巧 物理计算题的特点 一般文字叙述量较大 涉及物理过程较多 所给物理情境较复杂 物理模型较模糊甚至很隐蔽 运用的物理规律较多 题目的分值较重 物理计算题对考生的能力考查较全面 它不仅能很好地考查考生对物理概念 物理规律的理解和根据已知条件及物理事实对物理问题进行逻辑推理和论证的能力 而且还能更有效地考查考生的综合分析能力及应用数学方法处理物理问题的能力 因此计算题的难度较大 对考生的要求较高 要想解答好计算题 除了需要扎实的物理基础知识外 还需要掌握一些有效规范的答题技巧 1 审题的规范化 审题是对题目进行分析 综合 寻求解题思路和方法的过程 所以审题规范是正确解答物理题的前提条件 一些考生往往会出现见到试题不知如何下手 找不到切入点 想到哪就写到哪儿的情况 其原因就是不知道怎样去审题 没有一个基本的审题程序 审题过程主要包括以下几个方面 明确物理状态和过程 明确条件和目标 确定解题思路和方法 2 语言表达的规范化 语言表达规范化要求考生用物理语言来描述相应的物理过程 物体的运动状态 受力情况 能用精准的语言描述实验的操作步骤 描述实验结论等 语言表达的规范化还体现在必要的文字说明上 这是考生常常容易忽视的地方 必要的文字说明也是保证题目完整解答不可缺少的 它能使解题思路表达得清楚明了 解答有据 流畅完美 具体来说计算题规范化表述过程常包括以下几个方面 1 明确研究对象 个体还是系统 2 根据题意准确画出受力图 运动示意图 电路图等有关 图象 3 要指明物理过程及始末状态 包括其中的隐含条件或临 界状态 4 指明要选取的正方向或零位置 5 物理量尽量用题目中给定的符号 需自设的物理量 包括 待求量 中间过度量 要说明其含义 6 要指明所用物理公式的名称 条件和依据 并用相关词语来表达 如 由 定律得 将 代入 联立 等句式 7 用文字串联起完整的思路及思维流程 8 求得结