2022年高考专题物理过程分析技巧.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 命题趋势2007 高考专题 物理过程分析技巧历届高考总是把对才能的考查放在首位,考生能否精确地分清物理过程是解决物理问题 的关键,反映出同学分析、解决物理问题才能的高低；因此,历届高考试卷都设置有一系列 物理过程分析的试题；对物理过程的分析,就是将一个复杂的物理过程经过人脑的思维整理,分解成几个简洁 的有规律的子过程,并找出几个子过程之间的相互联系和制约条件；通过这种分析,应使学 生能在头脑里形成一个生动而清楚的物理情形,找到解决问题的简捷方法；对物理过程的 分析,其本身也是培育同学思维才能、分析问题才能的有效途径；教学目标：1通过专题复习,把

2、握物理过程分析的技巧和方法,提高解答过程分析类试题的才能；2通过对物理过程分析的训练,培育同学思维的严密性、深刻性、敏捷性,提高同学 的规律推理才能；教学重点：通过专题复习,把握物理过程分析的技巧和方法,提高解答过程分析类试题的才能；教学难点：通过对物理过程分析的训练,培育同学思维的严密性、深刻性、敏捷性,提高同学的逻 辑推理才能；教学方法： 讲练结合,运算机帮助教学教学过程：一、考题回忆1（2000 年全国）在原子核物理中,争论核子与核关联的最有效途径是“ 双电荷交换反应” ；这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似；两个小球A 和 B 用轻质弹簧相连,在名师归纳总结 - - - - - -

3、 -光滑的水平直轨道上处于静止状态；在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球 C 沿轨道以速度v 射向 B 球,如下列图；C 与 B 发生碰撞并立刻结成一个整体D；在它们连续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再转变；然后,A第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 球与挡板 P 发生碰撞,碰后 A、D 都静止不动, A 与 P 接触而不粘连；过一段时间,突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能缺失）；已知 A、 B、C 三球的质量均为 m；（1）求弹簧长度刚被锁定后 A 球的速度；（2）求在 A 球离开挡板P 之后的运动过程中,弹

4、簧的最大弹性势能；解析：（1）设 C 球与 B 球粘结成 D 时, D 的速度为v ,由动量守恒,有2v ,由动量守恒,有mv 0mm v 1当弹簧压至最短时,D 与 A 的速度相等,设此速度为2 mv 13 mv2由、两式得A 的速度v21 v 03（2）设弹簧长度被锁定后,贮存在弹簧中的势能为EP,由能量守恒,有12 2 mv 112 3 mv 2EP22撞击 P 后,A 与 D 的动能都为零,解除锁定后,当弹簧刚复原到自然长度时,势能全部名师归纳总结 转变成 D 的动能,设D 的速度为v ,就有PA、D 的速度相等时,弹簧伸至最长；EP12 m 2 v 32当弹簧伸长时,A 球离开挡板P

5、,并获得速度；当设此时的速度为v ,由动量守恒,有,由能量守恒,有2 mv33 mv4当弹簧伸到最长时,其势能最大,设此势能为E第 2 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 22 2 mv 312 3 mv 4EP2解以上各式得EP1 mv 0 236点评： 这是一道通过给定的物理情形考查同学懂得、推理和分析综合以及猎取学问才能 的试题；题目给出了“ 双电荷交换反应” 这样一种新情形,仍给出了“ 锁定” 及“ 解除锁定”等新奇提法,让同学有一种全新的感受；认真分析题意,就能知道题目所给出的不过是一个 过程较为复杂的力学模型,只要善于把它

6、分解为简洁的运动过程,运用相关学问就可求解；2（20XX 年全国理综卷25 题 20 分）一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平面的中心；桌布的一边与桌的 AB 边重合,如下列图；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, 加速度的方向是水平的且垂直于 AB 边；如圆盘最终未从桌面掉下,就加速度 a 满意的条件是什么？（以 g 表示重力加速度）解：设圆盘的质量为 m,桌长为 l,在桌布从圆盘下抽出的过程中,盘的加速度为 a1,有1mgma 1桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2 表示加速度的大小,有设盘刚离开桌布时的速度为2m

7、gma 2x2v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上在运动距离后便停下,有2 v 12 a1x 1v2 12a2x 2盘没有从桌面上掉下的条件是名师归纳总结 x21lx 1第 3 页,共 15 页2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 设桌布从盘下抽出的时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有x1 at 22x 11a 1t22而x1lx 12由以上各式解得a1221g23一传送带装置示意图如下列图,其中传送带经过 AB 区域时是水平的,经过 BC 区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成,为画出）,经过 CD 区域时是倾斜的,AB 和 CD 都与BC

8、 相切； 现将大量的质量均为 m 的小货箱一个一个在 A 处放到传送带上, 放置时初速为零,经传送带运输到 D 处, D 和 A 的高度差为 h；稳固工作时传送带速度不变,CD 段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为 L；每个箱子在 A 处投放后,在到达 B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动（忽视经 BC 段时的微小滑动） ；已知在一段相当长的时间 T 内,共运送小货箱的数目为 N；这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦；求电动机的平均输出功率 P；【评析】 此题难度 0.044,区分度 0.424,是全卷的最终一题,属于难题,用于区分较高水平的考生；此题源于用传

9、送带传送货物的实际问题,重点考查分析综合才能和懂得才能,题目设计的情形比较复杂,很多条件比较隐藏（如传送带的速度v0 等）,要求考生对于物理概念和规律的熟悉要比较深化,如小货箱从 A 处由静止开头达到和传送带相同的速度过程中,传送带做功使货箱的动能增加,同时仍有摩擦生热等；答案： 以地面为参考系（下同）,设传送带的运动速度为 v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为 s,所用时间为 t,加速度为 a,就对小箱有名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - s1 at 22v0ats 0在

10、这段时间内,传送带运动的路程为v0t由以上可得s 02s用 f 表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,就传送带对小箱做功为Afx1 mv 0 22T 时间内,电动机输出传送带克服小箱对它的摩擦力做功A 0fx021mv 0 22两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量Q1 mv 0 22可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等；的功为WP T此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即W12 Nmv 0NmghNQv0 TNLgh2已知相邻两小箱的距离为L,所以联立,得PNm TN2L2T2二、典题例析（一）重视对基本物理过程的分析在高中物理中,力学部分涉及到的过程有匀速直线运动、

11、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、机械振动等；除了这些运动过程外仍有两类重要的过程,一个是碰撞过程,另一 个是先变加速最终匀速过程（如恒定功率汽车的启动问题）；电学中的变化过程主要有电容 器的充电与放电等；以上的这些基本过程都是特别重要的,在平常的学习中都必需进行认真 分析,把握每个过程的特点和每个过程遵循的基本规律；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【例题 1】（20XX 年江苏）当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的稳态速度；已知球形物体速度不大

12、时所受的空气阻力正比于速度 v,且正比于球半径 r,即阻力 f=krv ,k 是比例系数；对于常温下的空气,比例系数 k=3.4 10-4Ns/m2；已知水的密度 1 0. 10 3kg/m3,重力加速度为g 10 m/s 2；求半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情形下的稳态速度； （结果保留两位有效数字）解题方法与技巧：雨滴下落时受两个力作用：重力,方向向下；空气阻力,方向向上；当雨滴达到稳态速度后,加速度为 0,二力平稳,用 m 表示雨滴质量,有 mg-krv=0,3 2m 4 r / 3,求得 v 4 r g / 3 k,v=1.2m/s；点评： 此题就是对典型运动过程先变加速最终

13、匀速的考查,在高考试题中多次显现；（二）分析物理过程的要点1阶段性将题目涉及的整个过程适当的划分为如干阶段；2联系性找出各个阶段之间是由什么物理量联系起来的；3规律性明确每个阶段遵循什么物理规律；【例题 2】如图（ 1）所示,有两块大小不同的圆形薄板（厚度不计）,质量分别为 M 和m,半径分别为 R 和 r,两板之间用一根长为 0.4m 的轻绳相连结；开头时,两板水平放置并叠合在一起, 静止于高度为 0.2m 处；然后自由下落到一固定支架 C 上,支架上有一半径为 R（rR 3 时,两板获得向上的共同速度；当 k s2+60 从、得出 s1- s2=40m60m 所以会发生车祸；点评：此题的干

14、扰因素就是40s；假如不认真分析物理过程,排出困惑条件的干扰,不懂得不发生车祸的条件是 v4m/s,而不是 vt=0,必会出错；4留意合理划分物理过程该分就分,宜合就合,并将物理过程的分析与争论对象及规律的选用,加以统筹考虑,以求正确思路；【例题 6】如下列图,一个质量为 m,电量为 -q 的小物体,可在水平轨道 x 上运动, O 端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处在场强大小为 E,方向沿 Ox 轴正向的匀强磁场中,小物体以初速度 v0 从点 x0 沿 Ox 轨道运动,运动中受到大小不变的摩擦力 f 作用,且 ff,所以物体向左做初速度为零的匀加速直线运动,直到以肯定速度与墙壁碰撞,碰后物体的速

15、度与碰前速度大小相等,方向相反,然后物体将多次的往复运动；但由于摩擦力总是做负功,物体机械能不断缺失,所以物体通过同一位置时的速度将不 断减小,直到最终停止运动；物体停止时,所受合外力必定为零,因此物体只能停在 O 点；对于这样幅度不断减小的往复运动,争论其全过程；电场力的功只跟始末位置有关,而名师归纳总结 跟路径无关,所以整个过程中电场力做功WEqEx0第 10 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 依据动能定理得：qEx 0fs012 mv 0s2qEx0fmv2；022点评： 该题也可用能量守恒列式：电势能削减了qEx ,动能削减了1

16、 mv ,内能增加 2了 fs ,fsqEx 01 mv 0 22同样解得s2qEx0fmv2 0；25“ 临界” 分析,弄清本质一些物理过程问题,因一个或几个物理量变化到某一特定值临界值,就会是物理过 程发生质的突变,因此,分析临界值,弄清物理过程发生突变的条件,对不同本质的物理过 程选用相应的规律,防止把形同质异的物理过程混为一谈；【例题 7】（20XX 年春季高考卷）如下列图,abc 是光滑的轨道,其中ab 是水平的, bc为与 ab 相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30m；质量 m=0.20kg 的小球 A 静止在轨道上,另一质量 M=0.60kg、速度 v0=5.5m/s 的

17、小球 B 与小球 A 正碰；已知相碰后小球 A 经过半圆的最高点 c 落到轨道上距 b 点为 l 4 2 R 处,重力加速度 g=10m/s2,求：（1）碰撞终止后,小球 A 和 B 的速度的大小；（2）试论证小球 B 是否能沿着半圆轨道到达 c 点；解题方法与技巧： （1）以 v1 表示小球 A 碰后的速度, v2 表示小球 B 碰后的速度,v 表示小球 A 在半圆最高点的速度,t 表示小球A 从离开半圆最高点到落在轨道上经过的时间,就有名师归纳总结 v 1t42R第 11 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1gt22R35.v 2s

18、2m3Rg2mg 2R 1m v 121mv 1 222Mv0mv 1Mv2v 0由求得v 123 RgM代入数值得v16 m/sv 2m/（2）假定 B 球刚能沿着半圆轨道上升到c 点,就在 c 点时,轨道对它的作用力等于零；以 vc表示它在 c 点的速度, vb 表示它在 b 点相应的速度,由牛顿定律和机械能守恒定律,有MgMv2 c2R 12 Mv bB 不能达到半圆轨道的最高点；R1Mv2Mg2c2解得/vb5Rg代入数值得vb3 9.m/s由v235.ms,可知v2vb,所以小球6留意画示意图展现物理图景在物理分析过程中,做出通过抽象思维加工和概括出来的示意图,可以帮忙我们建立起关于

19、事物及其变化的生动的物理情形,便于我们从整体上把握问题,可使物理情形直观化,物理量之间的关系更明显,达到胜利解题的目的；【例题 8】在光滑的水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段 时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体；当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J；就在整个过程中,恒力甲做功等于多少J？恒力乙做功等于多少J？解析：这是一道较好的力学综合题,涉及运动、力、功能关系的问题；粗看物理情形并名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 不复杂, 但题意直接给

20、的条件不多,只能深挖题中隐含的条件；下图表达出了整个物理过程；解题方法与技巧：物体在相同的时间内都作匀变速运动,就有s=v1t/2 -s=（v1（ -v2）t/2 由上面两式得v2=2 v1 ；W2= F2s= mv22/2mv12/2 依据动能定理,W1= F 1s=mv12/2,解得 W1=8J W2= 24J 点评： 养成正确画示意图的习惯；解物理题,能画图的尽量画,画图能帮忙我们懂得题意,分析过程,探究过程中各物理量的变化；从受力图、电路图到光路图,几乎无一物理问题不用图来加强熟悉联系的,而画图又迫使你审查问题的各个细节以及细节之间的关系；三、才能训练1如下列图,质量为 M 的小车 A

21、 右端固定一根轻弹簧,车静止在光滑水平面上,一质量为 m 的小物块 B 从左端以速度 v0冲上小车并压缩弹簧,然后又被弹回,回到车左端时刚好与车保持相对静止求整个过程中弹簧的最大弹性势能 EP 和 B相对于车向右运动过程中系统摩擦生热 Q 各是多少？2如下列图,水平的平行虚线间距为 d=50cm,其间有B=1.0T 的匀强磁场；一个正方形线圈边长为 l=10cm,线圈质量 m= 100g,电阻为 R=0.020 ；开头时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为 h=80cm；将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等；取 g=10m/s2,求：线圈进入磁场过程中产生的电热 Q；线圈

22、下边缘穿越磁场过程中的最小速度 v；线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值 a；3如下列图,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有名师归纳总结 沿 Y 轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场；质量为m、带电量为q 的粒子从M第 13 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 点以速度v0 沿 x 轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N、P 最终又回到M 点；设OM=L,ON=2L,就：（1）关于电场强度E 的大小,以下结论正确选项）A 4mv22 mv 0 B qL0qLC4mv2D2mv2002qLqL（2）匀

23、强磁场的方向是；（3）磁感应强度B 的大小是多少？参考答案：1mv 0mMv,2 Q12 mv 01mMv2, EP=Q=4mMv2022mM2解：由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以线圈进入磁场过程中产生的电热 Q 就是线圈从图中2 位置到4 位置产生的电热,而2、 4 位置动能相同,由能量守恒Q=mgd= 0.50J 3 位置时线圈速度肯定最小,而3 到 4 线圈是自由落体运动因此有v02-v2=2g（ d-l）,得 v=22 m/s B2l2v减小,由F-mg=ma 知加速度减小,到32 到 3 是减速过程,因此安培力FR位置时加速度最小,a=4.1m/s2易知L1qEt2,且2Lv

24、0t就 E=2mv2 03（1）由带电粒子在电场中做类平抛运动,qL2m应选 C （2）由左手定就,匀强磁场的方向为垂直纸面对里；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - （3）依据粒子在电场中运动的情形可知,粒子带负电；粒子在电场中做类平抛运动,名师归纳总结 设到达 N 点的速度为v,运动方向与x 轴负方向的夹角为 ,如图 14 所示；45 角；第 15 页,共 15 页由动能定理得qEL1mv 21mv 0 222将（ 1）式中的 E 代入可得v2v 0所以 =45粒子在磁场中做匀速圆周运动,经过P 点时速度方向也与x 轴负方向成就 OP=OM=LNP=NO+OP=3L粒 子 在 磁 场 中 的 轨 道 半 径 为R=Npcos45=32又RmvqB解得B2 mv03qL- - - - - - -