苏北四市2012届高三物理教学研讨会：专题的处置

专题复习的相关处置,南京市金陵中学,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,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,朱建廉,2011年3月2日,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：