2022年高考物理力学常见几类计算题的分析 .pdf
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1、高考物理力学常见几类计算题的分析高 考 题 物理 计 算 的常 见 几 种类型题型常见特点考查的主要内容解题时应注意的问题牛 顿 运 动定 律 的 应用 与 运 动学 公 式 的应用(1)一般研究单个物体的阶段性运动。(2)力大小可确定,一般仅涉及力、速度、加速度、位移、时间计算,通常不涉及功、能量、动量计算问题。(1)运动过程的阶段性分析与受力分析(2)运用牛顿第二定律求a (3)选择最合适的运动学公式求位移、速度和时间。(4)特殊的阶段性运动或二物体运动时间长短的比较常引入速度图象帮助解答。( 1)学会画运动情境草,并对物体进行受力分析,以确定合外力的方向。( 2)加速度a 计算后,应根据
2、物体加减速运动确定运动学公式如何表示(即正负号如何添加)( 3)不同阶段的物理量要加角标予以区分。力 学 二 大定 理 与 二大 定 律 的应用二大定理应用:(1)一般研究单个物体运动:若出现二个物体时隔离受力分析,分别列式判定。(2)题目出现“功”、 “动能”、 “动能增加 (减少) ”等字眼,常涉及到功、力、初末速度、时间和长度量计算。(1)功、冲量的正负判定及其表达式写法。(2)动能定理、动量定理表达式的建立。(3)牛顿第二定律表达式、 运动学速度公式与单一动量定理表达是完全等价的;牛顿第二定律表达式、 运动学位移公式与单一动能定理表达是完全等价的;二个物体动能表达式与系统能量守恒式往往
3、也是等价的。应用时要避免重复列式。(4)曲线运动一般考虑到动能定理应用,圆周运动一般还要引入向心力公式应用;匀变速直线运动往往考查到二个定理的应用。( 1)未特别说明时,动能中速度均是相对地而言的,动能不能用分量表示。( 2)功中的位移应是对地位移;功的正负要依据力与位移方向间夹角判定,重力和电场力做功正负有时也可根据特征直接判定。( 3)选用牛顿运动定律及运动学公式解答往往比较繁琐。( 4)运用动量定理时要注意选取正方向,并依据规定的正方向来确定某力冲量,物体初末动量的正负。二大定律应用:(1) 一般涉及二个物体运动(2)题目常出现“光滑水平面”(或含“二物体间相互 作 用 力 等 大 反
4、向 ” 提示)、 “碰撞” 、 “动量” 、“动量变化量”、“速度”等字眼 ,给定二物体质量,并涉及共同速度、最大伸长(压缩量 )最大高度、 临界量、相对移动距离、作用次数等问题。(1)系统某一方向动量守恒时运用动量守恒定律。(2)涉及长度量、能量、相对距离计算时常运用能量守恒定律(含机械能守恒定律)解题。(3)等质量二物体的弹性碰撞,二物体会交换速度。(4)最值问题中常涉及二物体的共同速度问。( 1)运用动量守恒定律时要注意选择某一运动方向为正方向。( 2)系统合外力为零时,能量守恒式要力争抓住原来总能量与后来总能量相等的特点列式;当合外力不为零时, 常根据做多少功转化多少能特征列式计算。(
5、 3)多次作用问题逐次分析、列式找规律的意识。万有引力定律的应用 (一般出在选择题(1)涉及天体运动问题,题目常出现 “卫星” 、“行星”、“地球”、“表面”等字眼。(1)物体行星表面处所受万有引力近似等于物体重力, 地面处重力往往远大于向心力(2)空中环绕时万有引力提供向心力。(3)物体所受的重力与纬度和高度有关,( 1)注意万有引力定律表达式中的两天体间距离 r距与向心力公式中物体环绕半径r 的区别与联系。( 2)双子星之间距离与转动半径往往不等,列式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页中)( 2)涉及卫星的环绕
6、速度、周期、加速度、质量、离地高度等计算(3)星体表面环绕速度也称第一宇宙速度。涉及火箭竖直上升(下降)时要注意在范围运动对重力及加速度的影响,而小范围的竖直上抛运动则不用考虑这种影响。(4)当涉及转动圈数、二颗卫星最近(最远距离)、覆盖面大小问题时,要注意几何上角度联系、 卫星到行星中心距离与行星半径的关系。计算时要特别小心。( 3)向心力公式中的物体环绕半径r 是所在处的轨迹曲率半径,当轨迹为椭圆时,曲率半径不一定等于长半轴或短半轴。( 4)地面处重力或万有引力远大于向心力,而空中绕地球匀速圆周运动时重力或万有引力等于向心力。重要的物理现象或史实跟相应的科学家伽利略揭示了力与运动的关系,想
7、实验法指出在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去,论证重物体不会比轻物体下落得快;单摆的等时性爱因斯坦 (德美 ) 光电效应光电效应规律、提出了光子说;圆满解释了光电效应现象,质能方程; 狭义相对论指出经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体;相对论法拉第 (英) 首先用电场线描述电场;研究电磁感应(磁生电 )现象,电磁感应定律:磁场产生电流的条件和规律卢瑟福 (英) 粒子散射实验 并提出 原子的核式结构模型;粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言中子存在卡文迪许 (英) 利用卡文迪许扭秤首测万有引力恒量惠更斯 (荷兰 )单摆的周期公式;光的波动说库仑
8、 (法) 库仑定律; 利用库仑扭秤测定静电力常量玻尔 (丹麦 ) 关于原子模型的三个假设,圆满解释氢光谱安培 (法) 分子电流假说、 电流间的相互作用规律(左右手定则 ) 查德威克 (英) 粒子轰击铍核时发现中子,由此人们认识到原子核的组成奥斯特 (丹麦 ) 发现电流的磁效应(电流周围存在磁场)贝克勒尔 (法) 天然放射性的发现,说明原子核也有复杂的内部结构牛顿 (英) 牛顿三定律和万有引力定律,光的色散,牛顿环、光的微粒说托马斯扬 (英) 光的双缝干涉实验,证实光具有波动性楞次 (俄) 楞次定律:确定感应电流方向的定律布朗 (英) 悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动麦克斯韦
9、 (英) 建立了电磁场理论;光的电磁说,预言了电磁波的存在。皮埃尔居里 (法) 和玛丽居里 (法) 发现放射性元素钋、镭赫兹 (德)用实验证实了电磁波的存在,发现并证实了电磁波,并测定了电磁波的传播速度等于光速约里奥居里 (法)和 伊 丽 芙 居 里(法) 发现人工放射性同位素汤姆生 (英) 利用阴极射线管发现电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型普朗克 (德)解释物体热辐射规律提出电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;密立根电子电量的测定亨利发现自感现象开普勒 (德) 开普勒三定律伦琴 (德)发现 X 射线 (伦琴射线 )多普勒效应 (奥地利
10、 ) 由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象多普勒效应。康普顿效应石墨中的电子对x 射线的散射现象精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页高考物理解答题规范化要求物理计算题可以综合地考查学生的知识和能力,在高考物理试题中, 计算题在物理部分中的所占的比分很大(60%),单题的分值也很高。一些考生考后感觉良好但考分并不理想,一个很重要的原因便是解题不规范导致失分过多。在高考的物理试卷上对论述计算题的解答有明确的要求: “解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数
11、值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。”具体地说,物理计算题的解答过程和书写表达的规范化要求,主要体现在以下几个方面。一、文字说明要清楚必要的文字说明是指以下几方面内容:说明研究的对象对字母、符号的说明。题中物理量有给定符号的,必须严格按题给符号表示,无需另设符号;题中物理量没有给定符号的,应该按课本习惯写法(课本原始公式 )形式来设定。对物理关系的说明和判断。如在光滑水平面上的两个物体用弹簧相连,在两物体速度相等时弹簧的弹性势能最大,在弹簧为原长时物体的速度有极大值。说明研究对象、所处状态、所描述物理过程或物理情境要点,关健的条件作必要的分析判断。题目中的隐含条件,临界条件等。即说明某个
12、方程是关于 谁的,是关于 哪个状态或过程的。说明所列方程的依据及名称,规定的正方向、零势点及所建立的坐标系. 这是展示考生思维逻辑严密性的重要步骤。选择物理规律的列式形式;按课本公式的“原始形式”书写。诠释结论:说明计算结果中负号的物理意义,说明矢量的方向。对于题目所求、所问的答复,说明结论或者结果。文字说明防止两个倾向:过于简略而显得不完整,缺乏逻辑性。罗嗦,分不清必要与必不要。答题时表述的详略原则是物理方面要祥,数学方面要略. 书写方面,字迹要清楚,能单独辨认. 题解要分行写出,方程要单列一行,绝不能连续写下去,切忌将方程、答案淹没在文字之中.二、主干方程要突出(在高考评卷中,主干方程是得
13、分的重点)主干方程是指物理规律、公式或数学的三角函数、几何关系式等(1) 主干方程式要有依据,一般表述为:依xx 物理规律得;由图几何关系得,根据得等。(2) 主干方程列式形式得当,字母、符号的书写规范,严格按课本“原始公式”的形式列式,不能以变形的结果式代替方程式;( 这是相当多考生所忽视的 ) . 要全部用字母符号表示方程,不能字母、符号和数据混合,不要方程套方程;要用原始方程组联立求解,不要用连等式如:带电粒子在磁场的运动应有RvmqvB2,而不是其变形结果qBm vR. (3) 列方程时 ,物理量的符号要用题目中所给符号,不能自己另用字母符号表示,若题目中没有给定物理量符号,应该先设定
14、,设定也有要求(按课本形式设定),如: U 表示两点间的电压,表示某点的电势,E 表示电动势,表示电势能(4) 主干方程单独占一行,按首行格式放置;式子要编号,号码要对齐。欧姆 (德) 欧姆定律德布罗意 (法)预言了实物粒子的波动性斯涅耳 (荷兰 ) 入射角与折射角之间的规律折射定律富兰克林过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针洛仑兹 (荷兰 ) 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力 (洛仑兹力 )的观点昂尼斯大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象超导现象泊松 (法) 用波动理论推理到光的圆板衍射泊松亮斑焦 耳 楞 次 定律先后各自独
15、立发现电流通过导体时产生热效应的规律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页(5) 对所列方程式 (组)进行文字 (符号 )运算,推导出最简形式的计算式,不是关键环节不计算结果。具体推导过程只在草稿纸上演算而不必写在卷面上。如果题目有具体的数值运算,则只在最简形式的计算式中代入数值算出最后结果,切忌分步进行代数运算。(6) 要用原始公式联立求解,分步列式,并用式别标明。不要用连等式,不断地用等号连等下去。因为这样往往因某一步的计算错误会导致整个等式不成立而失分。三、书写布局要规范(1) 文字说明的字体要书写公整、版面布局
16、合理整齐、段落清晰、美观整洁。详略得当、言简意赅、逻辑性强。一定要突出重要解题观点。(2) 要用规范的物理语言、式子准确地表达你的解答过程,准确求得结果并得出正确结论。总结为一个要求:就是要用最少的字符,最小的篇幅,表达出最完整的解答,以使评卷老师能在最短的时间内把握你的答题信息,就是一份最好的答卷。特别注意: 板面的设计、布局。四、解题过程中运用数学的方式有讲究“代入数据”,解方程的具体过程可以不写出. 所涉及的几何关系只需说出判断结果而不必证明. 重要的中间结论的文字表达式要写出来. 所求的方程若有多个解,都要写出来,然后通过讨论,该舍去的舍去. 数字相乘的,数字之间不要用“”而用“”进行
17、连接,相除的也不要用“”,而用“/”. 五、使用各种字母符号要规范字母符号要写清楚、写规范,忌字迹潦草, 阅卷时因为“ 、r、”不分,“ G ”的草体像“ a”,希腊字母“、 、”笔顺或形状不对而被扣分已屡见不鲜了. 尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号, 如题目给出半径是r ,你若写成 R 就算错 . 一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字多用, 要用到同一字母表示物理量,采用角上标、角下标加与区别。一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆. 尊重习惯用法 , 如拉力用 F,摩擦力用 f 表示,阅卷人一看便明白,如果用反了就会带来误解; 角标要讲究 , 角标的
18、位置应当在右下角,比字母本身小许多, 角标的选用亦应讲究,如通过A 点的速度用VA就比用 V1好, 通过某同一点的速度,按时间顺序第一次V1用,第二次用V2就很清楚 , 如果倒置,必然带来误解. 物理量的符号不论大写还是小写,均采用斜体。如功率P、压强p、电容C、光速c等. 物理量单位符号不论大写还是小写,均采用正体。其中源于人名的单位应大写,如库仑C,亨利 H,由两个字母组成的单位,一般前面字母用大写,后面字母用小写,如Hz、Wb. 六、学科语言要规范,有学科特色学科术语要规范,如“定律”、“定理”、“公式”、“关系”、“定则”等词要用准确,阅卷时“由牛顿运动定理”、“动能定律”、“四边形公
19、式”、“油标卡尺”等错误说法时有发生. 语言要富有学科特色。在如图所示的坐标系中将电场的方向说成“西南方向”、“南偏西45”、“向左下方”等均是不规范的,应说成“与轴正方向夹角为135”或“如图所示”. 七、绘制图形图象要清晰、准确绘制必须用铅笔(便于修改)、圆规、直尺、三角板,反对随心所欲徒手画. 画出的示意图(受力图、电路图、光路图、运动过程图等)应大致能反映有关量的关系,图文要对应. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页画函数图象,要画好坐标原点,坐标轴上的箭头,标好物理量的符号、单位及坐标轴的数据. 图形图线
20、应清晰、准确,线段的虚实要分明,有区别. 高考答题时 , 必须应用黑色钢笔或签字笔描黑, 否则无法扫描 , 从而造成失分 . 解物理计算题一般步骤物理的一般解题步骤: 看懂文句,弄清题述物理现象、状态、过程。明确对象所处的状态, 所经历的过程 . 1 审题:状态或过程所对应的物理模型, 所联系的物理知识, 物理量 , 物理规律 . ( 是解题的关健 ) 找出状态或过程之间的联系. 明确己知和侍求,挖掘在文字叙述( 语言表达 ) 中的隐含条件 ,(这往往是解题的突破口)。(如:光滑 ,匀速 ,恰好 ,缓慢 ,距离最大或最小 ,有共同速度 ,弹性势能最大或最小等等) 对象:整体或隔离体( 系统 )
21、 、2选对象、找状态、划过程(整体思想 ) : 找准状态研究过程:准确划分( 全过程还是分过程) 。对所选对象在某状态或过程中( 全或分 ) 进行: 受力 ,运动 ,做功特点分析 。受力情况3分析:运动情况必要时画出受力、运动示意图或其它图辅助解答。做功情况及能量专化情况。定性分析受哪些力( 方向、大小、个数) ;做什么性质的运动(v、a);及各力做功的情况等。搞清各过程中相互的联系,如:上一个程的末状态就是下一过程的初状态。4依( 运动、受力、做功或能量转化)特点选择适当的物理规律:(对象所处状态或发生过程中的) 牛二及运动学公式;(三把“金钥匙”)动量定理及动量守恒定律;动能定理、机械能守
22、恒定律及功能关系等。注意 :用能的观点解有时快捷, 动量定理 , 动能定理 , 功能关系可用以不同性质运动阶段的全过程。设出题中没有直接给出的物理量5运用规律列式前( 准备 ) 建立坐标规定正方向等。6 所选的物理规规律用何种形式建立方程 , 有时可能要用到数学的函数关系或几何关系式 .主干方程式要依课本中的“原绐公式”形式进行列式,不同的状态或过程对应不同的规律。及它们之间的联系,统一写出方程。并给予序号标明。6统一单位制,将己知物理量代入方程(组)求解结果。7检验结果:必要时进行分析讨论,结果是矢量的要说明其方向。选准研究对象 ,正确进行受力、运动、做功情况分析,弄清所处状态或发生的过程。
23、是解题的关健。过程往往涉及多个分过程,不同的过程中受力、做功不同,选用不同的规律,但要注意不同过程中相互联系的物理量。有时也可不必分析每个过程的物量情景,而把物理规律直接应用于整个过程,会使解题步骤大为简化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页一个过程,两个状态,及过程中的受力、做功情况。解物理计算题一般步骤物理的一般解题步骤:1审题: 是解题的关健,明确己知和侍求,看懂文句,弄清题述物理现象、状态、过程。挖掘 隐含在文字叙述中的条件,从语言文字中挖掘隐含条件(这往往是解题的突破口)。(如:光滑 ,匀速 ,恰好 ,缓
24、慢 ,距离最大或最小,有共同速度 ,弹性势能最大或最小等等) 2选对象和划过程:隔离体或整体( 系统 ) 、找准状态和准确划分研究过程(全过程还是分过程)。3分析:对所选对象在某状态或过程中( 全或分 ) 进行:受力分析、运动分析、做功情况分析及能量专化分析。有必要时画出受力、运动示意图或光路图辅助解答。定性分析受哪些力( 方向、大小、个数) ;做什么性质的运动(v、a);及各力做功的情况等。搞清各过程中相互的联系,如:上一个程的末状态就是下一过程的初状态。4依对象所处状态或发生过程中的运动、受力、做功等特点,选择适当的物理规律:(三把“金钥匙”)牛二及运动学公式;动量定理及动量守恒定律;动能
25、定理、机械能守恒定律及功能关系等。注意 : 用能的观点解有时快捷, 动量定理 , 动能定理 , 功能关系可用以不同性质运动阶段的全过程。5在依规律列式前设出题中没有直接给出的物理量,建立坐标,规定正方向等。依据( 所选的对象在某种状态或划定的过程中)的 受力 ,运动,做功特点 , 选择依?物理规规律,并确定用何种形式建立方程 ,有时可能要用到几何关系式 .主干方程式要依课本中的“原绐公式” 形式进行列式, 有时要用到数学函数关系式或几何关系方程。不同的状态或过程对应不同的规律。及它们之间的联系,统一写出方程。并给予序号标明。6统一单位制,将己知物理量代入方程(组)求解结果。7检验结果:必要时进
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