高考物理复习方法--物理动态问题分析及物理多解问题分析策略.doc

更好的教育，更美好的人生难点22 物理动态问题分析 优盟教育中心 物理教研组描述物理现象的各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系，当其中某个物理量变化时，其他物理量也将按照物理规律发生变化，许多命题以此设计情景要求对这种变化进行分析、讨论，即物理动态问题.该类问题集中考查考生慎密的逻辑推理能力和综合分析能力，是历届高考的热点问题和难点问题. 难点展台1.（）一点光源S放在平面镜前，平面镜不动，如图22-1所示，S以速度 v沿OS方向向左平移，则光源S在镜中的像将图22-1A.以速率2v平行于OS向右运动B.以速率v垂直于OS向下运动C.以速率v沿与镜面垂直的方向向S运动D.以速率v向O点运动图22-22.（）在如图22-2所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时A.I变大，U变小 B.I变大，U变大C.I变小，U变大 D.I变小，U变小案例探究图22-3例1（）如图22-3所示，质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析挡板AO与斜面间的倾角多大时，AO所受压力最小？命题意图：考查分析推理能力及运用数学知识处理物理问题的能力.B级要求.错解分析：部分考生不进行推理凭主观臆断，得出挡板处于竖直状态所受压力最小的错误结论.还有部分考生思维不灵活，不采用“图解法”而采用“正交分解法”，陷入繁琐的计算和推理，往往由于计算过程出错，导致错误结果.解题方法与技巧：以球为研究对象，球所受重力mg产生的效果有两个：对斜面产生了压力FN1，对挡板产生了压力FN2，根据重力产生的效果将重力分解，如图22-3所示，当挡板与斜面的夹角由图示位置变化时，FN1大小改变，但方向不变，始终与斜面垂直；FN2的大小、方向均改变（图22-3中画出的一系列虚线表示变化的FN2）.由图可看出，当FN2与FN1垂直即=90时，挡板AO所受压力最小，最小压力FN2min=mgsin.例2（）如图22-4所示，当滑动变阻器滑动触点向b移动时A.电压表的读数增大，电流表的读数减小图22-4B.电压表和电流表的读数都增大C.电压表和电流表的读数都减小D.电压表的读数减小，电流表的读数增大命题意图：考查推理能力及综合分析能力.B级要求.错解分析：不能从电路局部阻值的变化推理至整体电路电流及路端电压变化.进而根据欧姆定律判断示数变化.仅从表现凭直觉作出判断：R3,R总,.解题方法与技巧：先分析由于滑动触点b移动时，所引起的一系列相关量的变化：滑动触点向b移动：R3增大，R2与R3并联电阻R23=增大，故外电路总电阻R外=R1+R23增大，由闭合电路欧姆定律知电路总电流I总=减小，路端电压U端=E-I总r增大；所以读数增大.I总减小，R1两端电压U1=I总R1减小，故R3、R2两端电压U23=U端-U1增大，通过R2的电流I2=增大，由并联电路特点知：通过R3电流：I3=I总-I2减小，故读数减小，选项A正确.图22-5例3（）如图22-5所示，在电场强度E=5 N/C的匀强电场和磁感应强度B=2 T的匀强磁场中，沿平行于电场、垂直于磁场方向放一长绝缘杆，杆上套一个质量为m=10-4 kg，带电量q=210-4 C的小球，小球与杆间的动摩擦因数=0.2，小球从静止开始沿杆运动的加速度和速度各怎样变化？命题意图：考查综合分析及推理能力，B级要求.错解分析：考生往往不能沿各物理量先后的变化顺序理顺各量制约关系，或者找不到物理过程中的突变点（即临界状态）无法将过程分段逐段分析推理，列出方程.解题方法与技巧：带电小球在竖直方向上受力平衡，开始沿水平方向运动的瞬间加速度：a1=8 m/s2小球开始运动后加速度：a2=qE-(mg-qvB)/m,由于小球做加速运动，洛伦兹力F磁增大，摩擦力Ff逐渐减小，当mg=F磁时，Ff =0，加速度最大，其最大值为：a3=10 m/s2.随着速度v的增大，F磁mg,杆对球的弹力N改变方向，又有摩擦力作用，其加速度:a4=qE-(qvB-mg)/m.可见Ff随v的增大而增大，a4逐渐减小.当Ff=F电时，加速度a5=0,此时速度最大，此后做匀速运动.由qE=(qvB-mg)解得v=15 m/s.结论：小球沿杆运动的加速度由8 m/s2逐渐增大到10 m/s2,接着又逐渐减小到零，最后以15 m/s的速度做匀速运动.锦囊妙计物理动态命题能够突出考查考生综合分析、严密推理、灵活运用所学知识解决实际问题的综合能力，充分暴露考生思维的深刻性、全面性等品质，是高考突出能力考查的命题设计方向之一.突破该类命题的关键在于首先区分出变量和不变量，挖掘变量间的相互依赖相互制约关系；其次通过统筹分析，依据物理规律判断预测变量的变化趋势，进而找出解题思路.一般来讲，（1）对于静力学动态问题（例1），宜采用“矢量图解法”，将某一力据其作用效果分解，构建示意图，将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来，达到简洁迅速的判断目的.（2）对于直流电路动态问题（例2），宜采用“结构分析法”，沿“局部整体局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论.（3）对于动力学类动态问题（例3）及成像类动态问题宜采用“逐段分析法”及“临界分析法”.其基本思路为：深入分析物理过程；挖掘物理过程中的临界状态及临界条件，将过程分为不同阶段；明确不同阶段的变化量与不变量；结合物理规律依物理量的变化先后进行逻辑推理或计算，得出结论.歼灭难点训练1.（）如图22-6所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角缓慢地增大到90的过程中图22-6A.小球对木板的正压力逐渐增大B.小球对墙的压力逐渐减小C.小球对木板的正压力对轴O的力矩逐渐减小D.木板对小球的弹力不可能小于小球的重力2.（）如图22-7所示，已知L1、L2是完全相同的两灯泡，试分析当滑线变阻器的滑动触头P从最上端A向下滑动时，电流表电压表的示数变化及两灯的明暗变化情况.图22-73.（）如图22-8所示，水平传送带AB=5 m,以v=4 m/s匀速运动，一小物体与皮带间的动摩擦因数=0.2.图22-8（1）将小物体轻轻放于A点，求物体从A点沿传送带到B点所用时间t.（2）若小物体以水平向右初速度v0=4.4 m/s冲上A点，求t.（3）若小物体以水平向左初速度v0=3 m/s冲上B点，它能否被传到A点？若能，求从B点到A点的时间.若不能，它能否返回B点？若能，求它返回B点的时间.（4）若小物体以水平向左的速度v0=4.4 m/s冲上B点呢？图22-94.（）如图22-9所示，正交的电磁场方向均在水平方向上，电场强度为E，磁感应强度为B，质量为m、带电量为q的小球与水平桌面间的动摩擦因数为，已知qE mg，当小球由静止释放后，求小球的最大速度？（桌面绝缘且足够大）.5.（）焦距为f的凸透镜，主轴和水平的x轴重合，x轴上一光点位于透镜的左侧，光点到透镜的距离大于f而小于2f，若将此透境沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中，光点经透镜所成的像将A.一直向右移动B.一直向左移动C.先向左移动，接着向右移动D.先向右移动，接着向左移动参考答案难点展台1.D 2.D歼灭难点训练1.BCD2.示数先减小后增大，先增大后减小，L1一直变暗，L2一直变亮.3.（1）2.25 s （2）1.24 s （3）不能传到A点；能返回B点，t=3 s （4）t=4.41 s4.提示：由能量守恒定律有：qEvmt-(qvmB+mg)vmt=0vm=-5.C难点23 物理多解问题分析策略多解问题是高考卷面常见的题型之一，部分考生往往对试题中题设条件的可能性、物理过程的多样性及物体运动的周期性等因素分析不全，认识不透，往往出现漏解的失误.多解问题的求解是高考的难点之一.难点展台1.（）图23-1为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V.由此可知A.ab间电路通，cd间电路不通B.ab间电路不通，bc间电路通图23-1C.ab间电路通，bc间电路不通D.bc间电路不通，cd间电路通2.（）组成星球的物质是靠吸引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R、密度为、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是A.B.C.D.案例探究例1一列正弦横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距sabm的两质点，t=0，b点正好振动到最高点而a点恰好经过平衡位置向上运动，已知这列波的频率为25 Hz.(1)设a、b在x轴上的距离小于一个波长，试求出该波的波速.(2)设a、b在x轴上的距离大于一个波长，试求出该波的波速，若波速为40 m/s时，求波的传播方向.命题意图：考查理解能力、推理及分析综合能力，尤其空间想象能力.B级要求.错解分析：思维发散能力差，无法依据波的空间周期性与时间周期性，结合波动方向与质点振动方向间的关系，寻找所有可能解，而出现漏解情况.解题方法与技巧：(1) 若波向右传播，a和b两质点应于如图23-2所示的a和的两位置.sab= m. m向右传播的波速vf200 m/s图23-2若波向左传播，a和b两质点应分别位于图中a和两位置.sab6 m，24 m，向左传播的波速vF600 m/s.(2)因a，b在x轴上的距离大于一个波长，若波向右传播，a质点若位于图中a1的位置，则b质点可位于b，b，等位置，此时，sab右n右=6 m(n=1,2,3，），右 m，向右传播的波速v右右f= m/s.(n=1,2,3)若波向左传播，a质点若位于图中的a的位置，则b质点可位于b，b，等位置，此时，sab左n左 m 左 m .向左传播的波速v左左f= m/s(n=1,2,3，)当波速为40 m/s时，该波向左传播，应有： =40，n=，无整数解，故不可能向左.设波向右传播，有：，n，故可以判定当波速为40 m/s时，波传播的方向是由左向右.例2（）在光滑水平面的一直线上，排列着一系列可视为质点的物体，分别用0，1，2，n标记，0物体质量为m,其余物体质量为m1=2m,m2=3mmn=(n+1)m.物体0与1之间的距离为s，1、2之间距离为s，、间距离为s如图23-3所示，现用一水平恒力推0物体向右运动，从而发生了一系列碰撞，设每次碰后物体都粘在一起运动，要使每次碰前物体的速度都相同，在s已知的情况下，s，应满足什么条件?图23-3命题意图：考查综合分析、推理能力及运用数学知识解决物理问题的能力.B级要求.错解分析：考生面对系列碰撞的复杂过程，不能恰当选取某一代表性过程（第n次碰撞过程，第n次碰撞后的滑行过程）作为研究对象，据动量守恒定律及动能定理列方程，从而归纳出物理量的通式，加以分析，最后求解.解题方法与技巧：设水平力为F，碰前物体速度为v，由动能定理：Fsmv v第n次碰前物体总质量为m总=(1+2+n)m= m,设碰后速度为v，由动量守恒定律得：mvm（n）mvvv取前(n+1)个物体为研究对象，在移动sn的过程中，由动能定理得：Fsn（n）（n）m（vv）得sns（n，）锦囊妙计一、高考走势某一物理问题通过不同的思路、方法求得符合题设条件的同一结论；或某一物理问题通过同一思路、方法求得符合题设条件的多个不同答案，统称物理问题的多解.预计今后高考试卷仍将有该类命题呈现.二、审题指要物理多解问题，主要考查考生审题解题的思维的发散能力，具体表现为对题设条件、情景、设问、结论及研究对象特性、物理过程、物体运动形式等各自隐含的可能性进行推测判断的能力.多解问题的求解关键在于审题的细致深入及多解存在的预测.审题过程中应注意以下几点：1.仔细推敲题设条件，判断多解的可能性.一般来说，对于题设条件不明确(模糊因素较多)，需要讨论可能性的题目(俗称讨论题)，往往会出现多解(一般为不定解).要求考生对题目条件全面细致地推敲，列举分析条件的多种可能，选取相关的规律，求解各种不同的答案.如：弹性碰撞问题中物体质量交待不明、追及问题中力和运动方向交待不明、波的传播问题中传播方向交待不清、透镜成像问题中透镜性质、成像虚实不明、带电粒子在场中运动问题电荷性质不明等都可形成题目的多解，应引起重视.2.深入分析题目背景下的研究对象、运动形式及物理过程的特点，判断多解的可能性.有些问题中的研究对象具有自身特性，也可使问题出现多解.如：电阻的串联或并联，电池的串联或并联，弹簧的伸与缩，带电的正与负等，都可使问题出现多解.有些物理问题中，研究对象的运动具有周期性特点，可造成问题的多解.如：圆周运动问题，弹簧振子的振动问题，波的传播问题，单摆的摆动问题等都需全面分析出现多解的可能性，以免漏解.3.巧妙透析设问隐语，判断多解的可能性.有些题目的设问本身就隐含着多解的可能.例题设问中常含有“至多”“至少”“求的范围”“满足的条件”等隐语，则该题目有产生多解的可能.要求考生务必深入分析物理过程，推理寻找临界条件或临界状态，选取相应规律求得该类题目的多解(一般为范围解).歼灭难点训练1.（）LC回路中电容两端的电压U随时刻t变化的关系如图23-4所示，则A.在时刻t1电路中的电流最大图23-4B.在时刻t2电路中的磁场能最大C.从时刻t2至t3电路中的电场能不断增大D.从时刻t3至t4电容的带电量不断增大2.（）一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s.在这1内该物体的A.位移的大小可能小于4 mB.位移的大小可能大于10 mC.加速度的大小可能小于4 m/sD.加速度的大小可能大于10 m/s3.（）如图23-5所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人和车保持相对静止.不计绳和滑轮质量、车与地面的摩擦，则车对人的摩擦力可能是图23-5A.0B.()F，方向向右C.( )F，方向向左D.()F，方向向右4.（）一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x1=0和x2=1 m两处质点的振动图线分别如图23-6中的(a)、(b)所示，则此波的传播速度v=_m/s.图23-65.（）甲、乙两车相距s，同时同向运