高中物理论文浅谈高考物理综合题的解法

浅谈高考物理综合题的解法浅谈高考物理综合题的解法 解决物理计算题的最后一道题的基本功在一个字 拆 规范的教学语言是 一层含 义是将一个连续发生的多阶段的物理过程分解成几个相互独立的又首尾相衔接的子过程 分析每一个过程的特点找出该过程的物理模型 进而应用该模型对应的物理规律解决问题 另一层的含义是对于多个研究对象的过程 要注意研究对象的选取 选用该研究对象所适 用的规律解决问题 具体的拆法 对于长过程的习题 要追究研究对象的 过去 现在 将来 也就是把 问题的初始状态是什么 现在哪个物理量变化使得原来的运动状态发生改变 物体新的情 况下做什么样的运动 在题目所给定的条件下 物体运动的末状态市声么样的 例 1 两块长木板A和B 质量相等m 1kg 长度都是l 1 0m 紧贴在一起静置于光滑 的地面上 令一小物体C 质量与长木板相等 可视作 质点 位于木板A的左端 如图 1 所示 现给物体一个 水平向右的冲量 冲量的大小为0 2 IN s 设施冲量 的时间极短 已知物块与木板之间的动摩擦因 0 10 问木板A最终运动的速度为多少 o v A C B 图 1 A C B 图 2 1 v A C B 图 3 v2 vA 解答解答 拆成两个过程 外力对C施加冲量的过程 由于作用时间极短 可以将问题简 化为 外力对C施加冲量的过程 C与AB相互作用的过程 物块在木版上运动时 摩擦力使物块C减速 使木板加速 如果最终是物块停在木板 A上 则最终结果是A B C三者都以相同的速度运动 若最终结果是物块滑离木板A后 停在木版B上甚至滑离木板B 则木板A最终的速度是物块C刚滑离A时的速度 第一过程 外力施加冲量 根据动量定理 0 0 mvpI 第二过程 设物块在木板A上滑行x距离后便停在A上 在这个过程中 木版A和B 滑动的距离都是s 如图 2 所示 物块C停在木板A时 A B C三者速度相等 设此速度 为v 根据动能定理有 物块 1 2 1 2 1 2 0 2 mvmvxsmg A和B 20 2 2 1 2 vmmgs 由动量守恒定律 有 33 0 mvmv 由 1 2 两式 得 4 3 2 1 2 1 2 2 0 vmmvmgx 解 3 4 两式 得 mg v x 3 2 0 代入数据得 5 3 4 x 因x l 与物块C停在木板A上的假设不符 表明C要滑离木板A并在木板B上滑动 物块在木板A上滑动距离l后 到达木板B 设在C刚滑离A时 C的速度为u 这时 A与B的速度相等 设为V 在这一过程中 A与B一起滑动的距离为 1 s 则由动能定理和 动量守恒定律有 6 2 1 2 1 2 2 01 mumvlsmg 7 2 2 1 2 1 Vmmgs 82 0 mVmumv 消去 1 s 代人有关数值 得 A C B A C B s x 图 2 0 1 3 4 3 1 u V u V 第二组解不符合题意 因按第二组解 当物块C滑到木板A的最右端时 速度为 0 但木板A却有方向向右 大小为 1 V的速度 即C静止 A却运动 这不符合物理 原理 故所求的木板A的最终速度为 3 4 V 在此题中 木板A的最终速度与物块C是停在木板A上还是滑离木板A有关 物块C 是停在木板A上还是滑离木板A 要经过计算后才能作出判断 另外通过求解联立方程 可求的木板A的最终速度V有两个可能的值 因与 0 1 V对应的物块速度u 0 这 在物理上是不可能的 故可断定木板A的最终速度 3 4 V 例 2 在光滑水平面上有一质量 3 100 1 mkg 电量 10 100 1 qC 的带正电小球 静止在O点 以O点为原点 在该水平面内建立直角坐标系Oxy 现突然加一沿x轴正方 向 场强大小 6 100 2 EV m 的匀强电场 使小球开始运动 经过 1 0s 所加电场突然 变为沿y轴正方向 场强大小仍为 6 100 2 E V m 的匀强电场 再经过 1 0s 所加电 场又突然变为另一个匀强电场 使小球在此电场作用下经 1 0s 速度变为 0 求此电场的方 向及速度变为 0 时小球的位置 解答解答 由牛顿定律得知 在匀强电场中小球加速度的大小为 m qE a 代人数值得 20 0 100 1 100 2100 1 3 610 am s2 1 当场强沿x正方向时 经过 1 秒钟小球的速度大小为 2m s20 0 0 120 0 2 atvx 速度的方向沿x轴正方向 小球沿x轴方向移动的距离 3m10 0 1020 0 2 1 2 1 22 1 atx 在第 2 秒内 电场方向沿y轴方向 故小球在x方向做速度为 x v的匀速运动 在y方向做 初速为 0 的匀加速运动 沿x方向移动的距离 4m20 0 2 tvx x 沿y方向移动的距离 5m10 0 0 120 0 2 1 2 1 22 aty 故在第 2 秒末小球到达的位置坐标 6 m 30 0 212 xxx 7 m10 0 2 yy 在第 2 秒末小球在x方向的分速度仍为 x v 在y方向的分速度 8 m s20 00 120 0 atvy 由上可知 此时运动方向与x轴成 450角 要使小球速度能变为 0 则在第 3 秒内所加匀强 电场的方向必须与此方向相反 即指向第三象限 与x轴成 2250角 在第 3 秒内 设在电场作用下小球加速度的x分量和y分量分别为 yx aa 则 10m s20 0 9m s20 0 t v a t v a y y x x 在第 3 秒末小球到达 的位置坐标为 t0 y x 0 a2 v1 a1 v2 y3 x3 x1 y2 x2 a2 v0 0 12 m 20 0 2 1 11 m 40 0 2 1 2 23 2 23 tatvyy tatvxx yy xx 磁悬浮列车的原理图如图所示 在水平面上 两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀 强磁场B1 B2 导轨上有金属框abcd 当匀强磁场B1和B2同时以v沿直导轨向右运动时 金属框将会怎样运动 设直导轨间距为L 0 4m B1 B2 1T 磁场运动的速度为v 5m s 金属框的电阻R 2 1 金属框为什么会这样运动 若金属框不受阻力时 金属框最终将如何运动 2 金属框始终受到f 1N 的阻力时 金属框的最大速度是多少 3 当金属框始终受到 1N 阻力时 要使金属框维持最大速度 每秒钟需消耗多少能量 这些能量是谁提供的 4 如果金属框abcd改用超导材料会带来哪些变化 提示 1 当匀强磁场B1 B2向右匀速运动时 金属框相对磁场向左运动 产生电磁感应 根 据楞次定律可以判断在金属框内产生abcda逆时针方向的感应电流 进而金属框受 到磁场向右的安培力的作用 在安培力的作用下金属框abcd 跟随磁场向右作加速 运动 当金属框的速度达到v 5m s 时 金属框与磁场之间无相对运动 穿过金属 框abcd的磁通量不变 最终金属框做 5m s 的匀速直线运