分段分析，逐步解决物理综合性计算题

1/7分段分析，逐步解决物理综合性计算题分段分析，逐步解决物理综合性计算题1原题重现25如图1所示，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为5R/6的光滑圆弧轨道相切于C点，AC7R，A、B、C、D均在同一竖直面内。质量为M的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点，随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF4R。已知P与直轨道间的动摩擦因数1/4，重力加速度大小为G。求P第一次运动到B点时速度的大小。求P运动到E点时弹簧的弹性势能。改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距7R/2、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。命题背景根据普通高等学校对新生文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部颁布的普通高中物理课程标准，确定高考理工类物理科考试内容要着重考查考生的知识、能2/7力和科学素养，注重理论联系实际，注意物理与科学技术、社会和经济发展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，并有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。1而2016年高考全国I卷第25题正是立足主干，突显能力，多过程多模型相结合，数型结合的思想，考查学生基础知识和基本能力的同时，强调了能力的考查和综合运用所学知识解决实际问题的能力。考查的立意及能力本题考察了力学综合体系，强调考生对知识的综合应用能力和运算能力，题目灵活，问题设置有梯度，每小问的难度差别较大。题目包含了受力分析、牛顿运动定律、动能定理、平抛运动、竖直面圆周、能量守恒定律等知识点的考察，计算量较大，涉及斜面问题、弹簧类问题，运动学问题、能量守恒问题、竖直平面类的圆周运动问题和平抛问题等高中物理的多个重要模型，对同学们理解经典力学体系的知识逻辑有着较高的要求。立意是要考查学生分阶段多过程分析的理解能力，了解每一阶段的物理模型和所涉及的物理知识，结合数形结合的思想，强调对物理基础知识和基本技能的考查，更主要的是考查学生理解能3/7力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，同时考查学生对物理过程的想象能力，是综合性较强的力学压轴题目，属难题范畴。考纲考点本题主要考查受力与运动分析，涉及力的合成，整体法与隔离法等问题，解题方法多样，灵活多变，涉及考点有速度和加速度滑动摩擦力和静摩擦力、力的合成和分解牛顿运动定律、抛体运动、动能和动能定理功能关系、机械能守恒定律及其应用等。学生在分析过程中存在的问题概念不清晰，规律不透彻导致思维混乱。本题中物理关键点比较多，对解题过程中应选择什么关键点来分析过程把握不准，容易造成分段不清，分析不到位等现象。题中综合性较强，学生对所涉及物理模型的分段思考没有建立好，对综合性题不懂得采用分段分析去化解题目的难度，化简到单一知识去理解。第2问中，物体由B点运动到最低点然后又返回B点的过程，是要克服摩擦力的，这一阶段的摩擦力做功情况学生很容易遗漏。而弹力是保守力，弹力做功与运动过程无关，只由初末位置决定。这两点理解不到位，使许多学生不能根据题意正确书写出表达式。数形结合的思想不够熟练，第3问中，以建立几何4/7情景为前提，很多学生连这一步都跨不过，无法正确计算出平抛后水平和竖直方向所移动的位移是多少，对学生的能力要求比较高，极具选拔性的。解题分析对于多过程问题首先要搞清各运动过程的特点，然后选用相应规律，运用有关规律建立两运动之间的联系，把转折点的速度作为分析重点。【审题分析】从题干中抓关键点，获取有用信息，让学生去认真提炼。最低到达E点，随后P沿轨道被弹回。隐含弹簧从BE的最大压缩量X，影响摩擦力做功，机械能损失。改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。隐含弹簧弹性势能的大小与相同。【解题思路分析】问题求P第一次运动到B点时速度的大小。分析方法一选P为这研究对象，进行受力分析如图2所示，可知P第一次由CB的过程中，只有重力和摩擦力做功，由动能定理可求出B的速度。问题求P运动到E点时弹簧的弹性势能。分析设BEX，P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为EP。由能量守恒定律可知，P由C点运动5/7到E点的过程中，重力势能的减少转化为克服摩擦力做功和弹簧的弹性势P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，弹簧的弹性势能的减少转化为物块P的重力势能的增加和克服摩擦力做功问题改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。分析本问题的难点是从D点平抛出去后到G点的过程中，通过图形要求准确地作出几何关系图，如图3所示，找到水平距离为X1和竖直距离Y1的正确数学函数表达，利用平抛运动规律算出通过D点的速度大小。这一过程是大部分学生难于正确表达的，也是错误率最高的地方，对学生的能力要求比较高，正确作出图象，并表述数学表达式。解设改变后P的质量为M1。D点平抛后，到达G点的过程为平抛运动，则D点与G点的水平距离为X1和竖直距离Y1分别为式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为的事实。设P在D点的速度为VD，由D点运动到G点的时间为T。由平抛运动公式有6/7感悟由于物理在理综试卷中的总题量不多，可是考查的知识却要覆盖几乎80以上，这就必然导致在物理计算题中会牵涉到很多知识点，即综合性计算题。而物理综合性计算解答题突显了高考人才选拔功能性，它具有知识容量大、综合性强、能力要求高、题目设计新颖灵活的特点。所以我们老师要帮助学生去正确应对，克服学生的畏惧心理，而提高解题方法的训练是很重要的。第一，帮助学生理清概念、规律，对涉及的知识点要心中有数，看完题就有大致的解题方向。第二，帮助学生建立题意中所涉及的高中物理模型，让学生有似曾相识的感觉，利用经验审清题意。第三，帮助学生从本文由论文联盟HTTP/收集整理题干文字表述获取关键信息，从实际的问题中排除干扰因素影响，提炼出物理模型转化为图形理解，利用数型结合的思想，对物理研究对象要作必要的受力分