借助知识结构图构建解决物理综合问题的基本思路.ppt

借助知识结构图构建解决物理综合问题的基本思路 布鲁纳认为 学一门课程 关键看他是否掌握这门课程的基本结构 因为知识具有层次结构 即知识之间联系 学习知识就是要学习知识之间是怎样关联的 知识间的联系搞清 能简化信息 产生新命题 高中物理教学大多数时间都是以章节为单位进行的 所以学生在解决综合问题时遇到了真正的困难是无法直接找到解决问题的策略 有一种借助形象手段的方法 可以帮助你 利用知识结构图 像指挥员指挥作战那样 进行图上作业 使得思维条理清晰 又防止遗漏 力 运动状态的变化 力的定义 力的种类 力的矢量性 力的积累 运动描述运动合成分解 曲线运动 简谐运动 机械波 运动的种类 判据 直线运动 doc直线运动 具体操作 1 根据问题确定研究对象的受力和运动情况 2 在知识结构图中圈出所涉及受力的规律和运动的规律 3 形象展示题目的物理情景寻找本题特定的条件4 根据问题和已知条件择解决问题的具体规律和数学方法 例题1 2006全国高考 卷 24题 一水平的浅色长传送带上放置一煤块 可视为质点 煤块与传送带之间的动摩擦因数为 初始时 传送带与煤块都是静止的 现让传送带以恒定的加速度a0开始运动 当其速度达到v0后 便以此速度做匀速运动 经过一段时间 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后 煤块相对于传送带不再滑动 求此黑色痕迹的长度 1 运动模型的分析 因为传送带初速度为0 加速度a0恒定 所以传送带做匀变速直线运动因为煤块初速度为0 在水平方向仅受滑动摩擦力的作用 加速度恒定 所以煤块也做加速度为a2的匀变速直线运动 力分类 力的合成与分解 机械能守恒 动量守恒 解法一 选择利运动学公式和牛顿定律来解传送带加速度的时间传送带加速阶段的位移为煤块加速度的时间为煤块加速阶段的位移为传送带匀速运动的位移由此可得黑色痕迹的长度 例题2 2006四川 如图所示 在足够大的空间范围内 同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场 磁感应强度b 1 57t 小球1带正电 其电量与质量之比q1 m1 4c kg 所受重力与电场力的大小相等 小球2不带电 静止放置于固定的水平悬空支架上 小球1向右以v0 23 59m s的水平速度与小球2正碰 碰后经过0 75s再次相碰 设碰撞前后两小球带电情况不发生改变 且始终保持在同一竖直平面内 取g 10m s2 问 1 电场强度e的大小是多少 2 两小球的质量之比m2 m1是多少 1 运动模型分析 因为带正电的小球1所受重力和电场力的合力为零 小球在运动时的合外力由磁场力决定 所以小球1在复合场中做匀速圆周运动 小球2在碰撞后的瞬间具有向右的水平速度 又因为仅受重力作用 所以小球在复合场中做平抛运动 在碰撞过程中 因为在水平方向两个小球都不受力 所以两个小球的碰撞满足动量守恒的条件 2 在知识结构图中选择解题策略 重力 直线 曲线 匀速 非匀变速 匀变速 弹力 摩擦力 电场力 磁场力 力分类 力的合成与分解 机械能守恒 动量守恒 平抛 圆周 重力 直线 曲线 匀速 非匀变速 匀变速 弹力 摩擦力 电场力 磁场力 力分类 力的合成与分解 机械能守恒 动量守恒 平抛 圆周 力的积累 功 冲量 功率 首先在结构图中找到运动模型的规律将其圈出 其次找到解决力和运动模型的规律 平抛运动 圆周运动都涉及加速度 所以要通过牛顿定律来解决 因为两球分别在做圆周运动和平抛运动之前 所以碰撞是联系平抛和圆周运动的桥梁 1 根据小球1的受力有 2 碰撞后小球1做圆周运动 所以有 可知小球1只能逆时针旋转 才能在与小球2再次相碰 碰撞后小球2做平抛运动 v1 v2 o r h 两小球在碰撞中遵循动量守恒 规定水平向右为正方向 由以上各式解得 卷 一小圆盘静止在桌布上 位于一方桌的水平桌面的中央 桌布的一边与桌的ab边重合 如图 已知盘与桌布间的动摩擦因数为 1 盘与桌面间的动摩擦因数为 2 现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面 加速度方向是水平的且垂直于ab边 若圆盘最后未从桌面掉下 则加速度a满足的条件是什么 以g表示重力加速度 卷 柴油打桩机的重锤由气缸 活塞等若干部件组成 气缸与活塞间有柴油与空气的混合物 在重锤与桩碰撞的过程中 通过压缩使混合物燃烧 产生高温高压气体 从而使桩向下运动 锤向上运动 现把柴油打桩机和打桩过程简化如下 柴油打桩机重锤的质量为m 锤在桩帽以上高度为h处 如图1 从静止开始沿竖直轨道自由落下 打在质量为m 包括桩帽 的钢筋混凝土桩子上 同时 柴油燃烧 产生猛烈推力 锤和桩分离 这一过程的时间极短 随后 桩在泥土中向下移动一距离l 已知锤反跳后到达最高点时 锤与已停下的桩帽之间的距离也为h 如图2 已知m 1 0 103kg m 2 0 103kg h 2 0m l 0 20m 重力加速度g 10m s2 混合物的质量不计 设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力f是恒力 求此力的大小 自由下落 相互作用 桩下移 17 中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克 一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上 如图1所示 图2给出的四幅图中 能正确表示出各夸克所受静电作用力的是 24 18分 图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨 处在磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向垂直导轨所在的平面 纸面 向里 导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的 距离为l1 c1d1段与c2d2段也是竖直的 距离为l2 x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆 质量分别为m1和m2 它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触 两杆与导轨构成的回路的总电阻为r f为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力 已知两杆运动到图示位置时 已匀速向上运动 求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率 04理综丙 15 15分 如图 在水平面上有两条平行导电导轨mn pq 导轨间距离为l 匀强磁场垂直于导轨所在的平面 纸面 向里 磁感应强度的大小为b 两根金属杆1 2摆在导轨上 与导轨垂直 它们的质量和电阻分为m1 m2和r1 r2 两杆与导轨接触良好 与导轨间的动摩擦因数皆为 已知 杆1被外力拖动 以恒定的速度v0沿导轨运动 达到稳定状态时 杆2也以恒定速度沿导轨运动 导轨的电阻可忽略 求此时杆2克服摩擦力做功的功率 04广东物理 18 13分 如图所示 两根平行金属导轨固定在水平桌面上 每根导轨每米的电阻为r0 0 10 m 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 有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面 已知磁感强度b与时间t的关系为b kt 比例系数k 0 020t 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 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 03江苏物理 02说明44题 太阳现正处于主序星演化阶段 它主要是由电子和11h 42he等原子核组成 维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应 核反应方程是2e 411h 42he 释放的核能 这些核能最后转化为辐射能 根据目前关于恒星演化的理论 若由于聚变反应而使太阳中的11h核数目从现有数减少10 太阳将离开主序星阶段而转人红巨星的演化阶段 为了简化 假定目前太阳全部由电子和11h核组成 1 为了研究太阳演化进程 需知道目前太阳的质量m 已知地球半径r 6 4 106m 地球质量m 6 0 1024kg 日地中心的距离r 1 5 1011m 地球表面处的重力加速度g 10m s2 1年约为3 2 107秒 估算目前太阳的质量m 2 已知质子质量mp 1 6726 10 27kg he质量m 6 6458 10 27kg 电子质量me 0 9 10 30kg 光速c 3 108m s 求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能 3 又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上 每秒通过的太阳辐射能w 1 35 103w m2 试估