江苏省苏北四市高三物理教学研讨会 专题的处置课件.ppt

专题复习的相关处置 理性认识 专题 专题特色 知识的集成度高 专题 方法的侧重性强 专题 组合的选择性宽 处置案例 案例1 物体的平衡 案例2 带电粒子在电磁场中的运动 一 专题 物体的平衡 朱建廉 南京市雨花台中学 案例1 2012 2 17 物体的平衡 1 平衡 概念的指认 情景 将铁棒的一端烧红而使之静止于地面 问题 静止于地面且一端烧红的铁棒平衡吗 指认 平衡 是相对于 运动 而提出的概念 所谓 平衡 实际是 运动 的特殊状态 有一种 运动 相应就会有一种 平衡 2 平衡 引发的问题 平衡的状态确认问题 平衡的本质认识问题 平衡的条件概括问题 平衡的相关处置问题 静止匀直 参量恒定 合力为零 后续分析 3 平衡 问题的处置 物体受力分析问题的处置 平衡条件是 合力为零 所以要分析物体的受力 平衡条件运用问题的处置 解决平衡问题的基本依据 平衡条件 f合 0 例题1的结论如图所示 例题1的分析提出了受力分析的判据问题 条件判据 效果判据 特征判据 根据力的产生条件判断受力与否 根据力的作用效果判断受力与否 根据力的基本特征判断受力与否 球受重力作用 条件 球受支持力作用 条件 球受墙的弹力作用吗 撤墙假设 撤墙假设 球靠在墙上而静止 假设撤去墙而球仍静止 可见未撤墙时墙对球无力 撤人假设 p踩在脚下而静止 假设撤去人而p仍静止 可见未撤人时人对p无力 球受重力与支持力作用 条件 球受墙的弹力作用吗 分析如下 球静止于墙角 假设球受墙的弹力 球将向右加速 向左静摩与之平衡 球将顺时转动 效果 效果 球若顺时针而转动 摩擦力应向右 条件 球若受向右的摩擦 球将向右加速 效果 球若向右加速运动 球受向左摩擦 条件 球的摩擦左右为难 球不受摩擦力 逻辑 球不受摩擦力作用 球不受墙作用 效果 球只受重力g和支持力n的作用 例题2基于复杂环境而提出了所谓的 隔离 问题 关于a的受力情况分析 是 条件 是 条件 否 条件 条件 效果 否 关于b的受力情况分析 是 题设条件 是 条件 是 条件 是 条件 否 条件 是 条件 否 条件 否 特征 思考题1 关于例题2中问题的设置与排序 你能从中悟到些什么吗 思考题2 关于 物体受力分析问题 的处置方式与处置策略等 你能够在理性思考的基础上做一些概括性的总结与拓展吗 例题3 质量为m的物体放在水平面上 物体与水平面间的动摩擦因数为 重力加速度为g 为使物体沿水平面作匀速直线运动 至少要对物体施加多大的力 例题3的分析提出了平衡问题的一般分析思路问题 对象 受力 坐标 方程 以物体为对象 受力情况如右 建立坐标如右 列出方程如下 横一个 竖一个 横竖关系再一个 列出方程后的数学操作 方程后 例题3的再研究 平衡问题处置方式再研究 n 处于平衡状态的物体受到的力为 大小方向均恒定的重力mg 大小不确定但方向恒定的弹力与摩擦力的合力t 大小方向均不确定外力f 思考题3 例题3的第一种解答方法是分析平衡问题的基本方法 正交分解法 你觉得我们将其设定为基本方法的理由是什么 思考题4 例题3的第二种解答方法是分析平衡问题的特殊方法 几何分析法 你能说说运用几何分析方法解决平衡问题的依据吗 注意到 例题3的 水平面 例题4的 斜面 例题3的 最小值 例题4的 范围 两种极端情况下的物体受力情况分析 课后自主解决 倾角 与动摩擦因数 间关系的讨论 解 1 小球受力如图所示 由于小球沿mn作直线运动 所以其合力或者为零 或者方向与直线mn平行 若小球所受合力不为零而方向与mn平行 则速度大小将变化 速度大小变化会使fb大小变化 合力方向变化而偏离mn方向 所以小球所受合力只能为零 小球做的必然是匀速直线运动 解 2 小球受力如图所示 于是求得 解 3 小球受力如图所示 由于小球合力为零 所以有 于是求得 思考题5 关于场力的特征 你能够做出怎样的概括与梳理 思考题6 关于磁场力与速度相关的特征 在相应的平衡问题分析中能够起到怎样的作用 下课 预祝同学们取得理想的高考成绩 作业布置 参见讲义 带电粒子在电磁场中的运动 案例2 带电粒子在电磁场中的运动 2 带电粒子 受 电磁场 作用的特征 3 带电粒子 在孤立的 电场 中运动 4 带电粒子 在孤立的 磁场 中运动 5 带电粒子 在 组合场 中运动分析 6 带电粒子 在 叠加场 中运动分析 1 带电粒子 与 电磁场 的模型特征 课前布置预习 课中简要概括 课中重点剖析 带电粒子在电磁场中的运动 q m e b 1 带电粒子 与 电磁场 的模型特征 2 带电粒子 受 电磁场 作用的特征 带电粒子在匀强电场的作用下作匀加速直 曲 线运动 运动电荷在匀强磁场的作用下作变变速曲线运动 循环制约 做功特征 v 洛伦兹力不做功 3 带电粒子 在孤立的 电场 中运动 电加速 电偏转 4 带电粒子 在孤立的 磁场 中运动 磁偏转 5 带电粒子 在 组合场 中运动分析 场1 和 场2 分布于不同空间区域内 带电粒子依次通过各个场的所在区域 带电粒子在 孤立场 中运动的组合问题 5 带电粒子 在 组合场 中运动分析 1 基于 按空间分布 的 e e 组合 2 基于 按空间分布 的 b b 组合 3 基于 按空间分布 的 e b 组合 4 基于 随时间变化 的 e e 组合 1 基于 按空间分布 的 e e 组合 解答 加速 场的空间分布 分三个区域 加速电场区域 偏转电场区域 无场区域 偏转 匀直 组合 定义 表达 结论 应选cd 2 基于 按空间分布 的 b b 组合 解答 运动轨迹如图所示 设l1与l2之间相距为a 则 弦mn 弦pq 弦mn 弦pq 所以应选 b 3 基于 按空间分布 的 e b 组合 四 典型例题剖析 解答 电子先在p q两板间的匀强电场中经历 电偏转 而作 类平抛运动 接着进入mn右侧的匀强磁场中经历 磁偏转 而作 匀速圆周运动 设电子经历 电偏转 后速率增大为v而偏转角度为 则进入磁场后作圆周运动的半径为 由右图所示的几何关系可知 电子射入和射出磁场边界的两点间距离为 对照四个选项得 此例应选c 4 基于 随时间变化 的 e e 组合 说明 e随时间变化 时空转换 空间分布组合 解答 电子射入电场的速度为v0 导体板长度为l 所以电子在电场中运动运动时间为 如电子在t 0时刻射入电场 则电子沿竖直方向的速度变化情况如右图所示 事实上电子是在t0 l 4v0时刻射入电场 因而电子在电场中运动的那一段时间应该是 l 4v0 5l 4v0 于是电子沿竖直方向的速度变化情况应如下图所示 若取 l 4v0 l 3v0 时间间隔内电子沿竖直方向的位移大小为y0 则相应有 18y0 4y0 所以得 图上作业 6 带电粒子 与 叠加场 中运动分析 场1 和 场2 叠加于相同空间区域内 带电粒子直接通过各个场的叠加区域 带电粒子在 叠加场 中运动的分析问题 6 带电粒子 与 叠加场 中运动分析 说明 重 磁 等效电场 电 磁 解答 小球运动过程中沿水平方向的动力学方程为 由此得 对上式求和 得 考虑到 洛仑兹力不做功 于是由动能定理又有 依次可求得 而 小结 1 了解基本模型的特征 并能作等效代换 2 了解基本作用的特征 并能与运动对应 3 掌握基本运动的规律 并能相互间组合 4 掌握叠加场处理方法 并能作微元分析 因 组合 而复杂 因 叠加 而复杂 练习 解答 第一次通过偏转电场时电场力做功为e0 第二次速度增大 通过偏转电场时电场力做功应小于e0 所以可判断 应选c 解答 1 粒子在磁场中的运动轨迹如右图中的圆弧oq 当运动方向偏转了1200角而到达q点时便离开磁场而作匀速直线运动 所以最小的圆形磁场区域应该是以弦oq为直径 由 求得 圆形磁场区的最小面积为 2 由 可求得 粒子从o点进入磁场区到达p点所经历的时间为 3 p点的横坐标为 解答 当电子从极板边缘飞出时打在圆筒记录纸上位置最高 如图所示 于是由 解得 设该电子通过偏转电场时偏转电压为ux 则可由 求得 考虑到偏转电压变化情况和圆筒转动周期 t 0 2s 于是 由圆筒周长s和转动周期t可得圆筒边缘线速度大小为 所以在圆筒转一周的过程中有两个 位置最高点 其坐标为 1 2 由于t恰等于偏转电压周期的2倍 故转动各周形成的图像重合 解答 1 电子运动轨迹如图 由于电子射入和射出磁场时速度方向平行 所以在两个磁场区域内转过的圆心角相等 所以得 2 由电子运动轨迹所表现的几何关系可知 所以得 解答 1 由相应的物理规律得 由此解得 粒子在磁场区域做圆周运动的轨迹半径为 2 由相应的物理规律 并考虑到相应的几何关系 有 于是解得 粒子