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1、一、運(yùn)動(dòng)和力這三年高考中都有一道選擇題考察萬(wàn)有引力這一知識(shí)點(diǎn)。只要學(xué)生理解研究對(duì)象繞中心天體的運(yùn)動(dòng)時(shí),滿足F萬(wàn)F向mm r2m r ma向。研究對(duì)象在近天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)萬(wàn)G. 這道選擇題就可迎刃而解。通過(guò)解答這三道題,還可發(fā)現(xiàn),近三年高考試題都涉及二個(gè)中心天體,運(yùn)用除法求解這一共性。在第二輪復(fù)習(xí)中,應(yīng)在這方面加強(qiáng)針對(duì)性訓(xùn)練。這三年高考第一道計(jì)算題都是純運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)的考題??疾炝藙蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng),勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。題目屬于基礎(chǔ)題,難度不大,要求學(xué)生能分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程,能正確選擇物理公式就會(huì)解出結(jié)果。雖然這一部分知識(shí)學(xué)生掌握比較好,但在第二輪復(fù)習(xí)中應(yīng)有適量的訓(xùn)練。另:07年全國(guó)卷23題,是勻變速
2、直線運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律,機(jī)械能守恒等知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用的一道計(jì)算題。(附07年全國(guó)卷23題)。23.(16分)如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上的某處由靜止開(kāi)始下滑,然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng).要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn),且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg(g為重力加速度).求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍.06年全國(guó)卷的23題,是圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒等知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用一道計(jì)算題。(附06年全國(guó)卷的23題)ABCD23.(16分)如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的
3、半圓形軌道ABC,其半徑R0.5m,軌道在C處與水平地面相切.在C處放一小物塊,給它一水平向左的初速度v05m/s,結(jié)果它沿CBA運(yùn)動(dòng),通過(guò)A點(diǎn),最后落在水平地面上的D點(diǎn),求C、D間的距離s.取重力加速度g10m/s2.卷與卷在計(jì)算題第一題中,主要是考察運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)。卷是純運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí),卷結(jié)合了牛頓運(yùn)動(dòng)定律,機(jī)械能守恒等知識(shí)點(diǎn),這一點(diǎn)提醒我們?cè)卺槍?duì)性訓(xùn)練中應(yīng)以運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)為主摻入其它知識(shí)點(diǎn)來(lái)選題,命題,加強(qiáng)針對(duì)性訓(xùn)練為佳。這道計(jì)算題雖然難度不大,但應(yīng)嚴(yán)格要求學(xué)生規(guī)范解題。否則,得分率就不高,結(jié)果不理想。復(fù)習(xí)建議(1)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)(2)圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)進(jìn)行“踩點(diǎn)”復(fù)習(xí)本專題重點(diǎn):牛頓三大定律和各種
4、運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,熟練掌握每一類問(wèn)題的解法,優(yōu)化解題方法,做到觸類旁通,使學(xué)生在雙基和技能等方面上一個(gè)新臺(tái)階。本專題,受力分析是關(guān)鍵,學(xué)生能夠正確分析出物體受到各種性質(zhì)力,才能判定物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),才能確定各種情況的臨界條件,才能正確列出方程求解。整體法、隔離法是受力分析常用的兩種方法,也是高考熱點(diǎn)。本專題的內(nèi)容在高考中有獨(dú)立的題目,常常是摻入到其它知識(shí)中命題,本專題復(fù)習(xí)的效果。是提高物理高考成績(jī)的基礎(chǔ)。本專題考題在高考中的獨(dú)立的命題常見(jiàn)于力的平衡,牛頓三大定律應(yīng)用,超重、失重,圓周運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng),天體運(yùn)動(dòng)等。(3)抓住易錯(cuò)點(diǎn),進(jìn)行針對(duì)性復(fù)習(xí)。在運(yùn)動(dòng)與力的內(nèi)容中,下列幾個(gè)類型問(wèn)題中,學(xué)生易錯(cuò)。類型一:
5、勻減速直線運(yùn)動(dòng)例1:一輛長(zhǎng)為l15m的汽車(chē)以v115m/s的速度在公路上勻速行駛,在離鐵路與公路交叉點(diǎn)S1175米處,汽車(chē)司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)離交叉點(diǎn)S2200m處有一列長(zhǎng)為l2300m的列車(chē)以v220m/s的速度行駛過(guò)來(lái),為了避免事故的發(fā)生,汽車(chē)司機(jī)立刻使汽車(chē)減速,讓火車(chē)先通過(guò)交叉點(diǎn),求汽車(chē)減速的加速度至少多大?(不計(jì)汽車(chē)司機(jī)的反映時(shí)間)學(xué)生中常有三種做法。解法一:火車(chē)通過(guò)交叉點(diǎn)的時(shí)間為t1s25s.汽車(chē)在25s鐘最大的位移為S1,則S1v1t1at1217515×25×252×a1a12.解法二:火車(chē)通過(guò)交叉點(diǎn)的時(shí)間為t125s讓火車(chē)先通過(guò)交叉點(diǎn),則汽車(chē)在25s內(nèi)的末
6、速度為0,則a2的大小為a22.解法三:讓火車(chē)先通過(guò)交叉點(diǎn),汽車(chē)必須停在交叉點(diǎn)前汽車(chē)的加速度大小為a3,則a32.學(xué)生出現(xiàn)了這些解法,肯定有的答案是錯(cuò)誤。學(xué)生的問(wèn)題出在哪里呢?對(duì)于解法一:運(yùn)用汽車(chē)的初速度v1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1,運(yùn)動(dòng)位移S1求得a1. 若我們繼續(xù)求出汽車(chē)末速度vtv1×251m/s。也就是說(shuō),汽在25s末時(shí),位移為175m,運(yùn)動(dòng)已經(jīng)反向,即汽車(chē)在25s鐘之前速度為0時(shí),位移大于175m,二車(chē)在25s之內(nèi)已經(jīng)相碰。故解法一錯(cuò)誤。對(duì)于解法二:取汽車(chē)的初速度V1,臨界末速度vt0,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1計(jì)算的結(jié)果a2. 若繼續(xù)求出汽車(chē)的位移Sv1tat215×25×&
7、#215;252187.5mS1二車(chē)相撞,故解法二錯(cuò)誤。對(duì)于解法三:取汽車(chē)的初速度v1,臨界末速度vt0,臨界位移S1計(jì)算的加速度a3. 我們可以繼續(xù)求出汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t'23.3s.也就是說(shuō)汽車(chē)在t'23.3s時(shí),已停在交叉點(diǎn),二車(chē)不相撞,答案正確.總之,學(xué)生錯(cuò)誤原因是在處理勻減速直線運(yùn)動(dòng),不注重檢驗(yàn)結(jié)果合理性,而造錯(cuò)誤。類型二:整體法,隔離法中的質(zhì)量問(wèn)題。例題二:水平面上一個(gè)質(zhì)量為M的木箱中,用細(xì)繩掛著一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵球,細(xì)繩與鐵球構(gòu)一個(gè)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺,用水平向右的推力推箱子,使箱子向右做直線運(yùn)動(dòng),已知木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,如果水平推力為某值時(shí),擺線穩(wěn)定地偏離豎直方
8、向角相對(duì)木箱靜止,這時(shí)推力為多大?F很多學(xué)生在解這道題時(shí),求出小球的加速度agtg.對(duì)木箱分析FMgMaF(tg)Mg.這種錯(cuò)誤原因:對(duì)木箱受力分析不到位。木箱受到繩子的拉力的作用。拉力有水平、豎直作用效果未考慮,隔離法掌握不到位,其實(shí)這道題也可用整體法分析F(Mm)g(Mm)a,F(xiàn)(Mm)g(tg).類型三:對(duì)平拋、類平拋運(yùn)動(dòng)的有用推論未掌握。物體在做平拋、類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),任意一點(diǎn)的速度方向的反向延向線交水平位移的中點(diǎn)。這是處理平拋、類平拋運(yùn)動(dòng)有用的結(jié)論。例如05高考最后一道計(jì)算題,因?yàn)閷W(xué)生對(duì)上述規(guī)律未掌握,不能正確運(yùn)用,失分相當(dāng)嚴(yán)重。類型四:臨界條件的確定困難例3如圖A、B二物體質(zhì)量分別為m
9、A、mB,靜止于光滑的水平面A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)用一水平恒力F作用于A上,問(wèn)F至少是多少時(shí),A、B才發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)?ABF變式:例3的F改為作用B上,其它不變。這道題常見(jiàn)于復(fù)雜題目中的一部分,在具體數(shù)據(jù)中,首先要確定A、B是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),再來(lái)確定運(yùn)用整體法,還是隔離法求解。在本專題復(fù)習(xí)中,理解能力是基礎(chǔ),分析能力是關(guān)鍵,建模能力是功夫。要培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力,因?yàn)槔L圖是幫助學(xué)生理解題意最直接,最有效的方法。還可從圖中挖掘出幾何關(guān)系,找到有效信息,要讓學(xué)生做到不畫(huà)圖不做題。在復(fù)習(xí)過(guò)程中,要培養(yǎng)學(xué)生分析物理過(guò)程,弄清題目包括幾個(gè)物理過(guò)程或幾個(gè)物理狀態(tài),做到讓學(xué)生“三個(gè)說(shuō)”:說(shuō)過(guò)程,說(shuō)模型,說(shuō)臨界
10、狀態(tài)(臨界條件)。培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生分析能力,綜合能力。二、高考物理“動(dòng)量和能量”專題復(fù)習(xí)(一)考試大綱要求2008年大綱對(duì)“動(dòng)量、機(jī)械能”考點(diǎn)的內(nèi)容和要求將沒(méi)有變化,仍舊如下表:四、動(dòng)量、機(jī)械能內(nèi)容要求說(shuō)明25動(dòng)量沖量動(dòng)量定理動(dòng)量定量和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用只限于一維的情況26動(dòng)量守恒定律27功、功率28動(dòng)能做功與動(dòng)能改變的關(guān)系(動(dòng)能定理)29重力勢(shì)能重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系30彈性勢(shì)能31機(jī)械能守恒定律32動(dòng)量知識(shí)和機(jī)械能知識(shí)的應(yīng)用(包括碰撞、反沖、火箭)33航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行我們可以看到除“彈性勢(shì)能”及“航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行”考點(diǎn)為級(jí)要求外,其余均為級(jí)要求,是主干知識(shí)
11、。動(dòng)量和能量的知識(shí)貫穿整個(gè)物理學(xué),涉及到“力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)”等,從動(dòng)量和能量的角度分析處理問(wèn)題是研究物理問(wèn)題的一條重要的途徑,也是解決物理問(wèn)題最重要的思維方法之一。所以這部分是歷年高考命題的重點(diǎn)和焦點(diǎn)。常以壓軸題形式出現(xiàn),也是大家普遍感到棘手的難點(diǎn)。(二)全國(guó)2007試題考點(diǎn)列表從7年高考各地卷的9套理科試題中,均出現(xiàn)動(dòng)量、能量考點(diǎn),具體呈現(xiàn)如下:卷型題序試題總分?jǐn)?shù)考查的知識(shí)點(diǎn)全國(guó)I22 2430動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn) 彈性碰撞 重力勢(shì)能全國(guó)II16 20 23 2446動(dòng)量的矢量性 動(dòng)能定理機(jī) 械能守恒定律 彈性碰撞海南7 9 1920電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能 功 彈性碰撞山東24 38
12、24動(dòng)能定理 彈性碰撞四川18 24 2545動(dòng)量守恒 機(jī)械能守恒 動(dòng)能定理天津15 2322彈性勢(shì)能 動(dòng)量守恒 機(jī)械能守恒北京20 2426功 動(dòng)量定理 能量守恒重慶2520彈性碰撞江蘇18 1932動(dòng)量定理 能量守恒 動(dòng)能定理(三)近幾年高考試題回顧1【2003年】一傳送帶裝置示意如圖,其中傳送帶經(jīng)過(guò)AB區(qū)域時(shí)是水平的,經(jīng)過(guò)BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形(圓弧由光滑模板形成,未畫(huà)出),經(jīng)過(guò)CD區(qū)域時(shí)是傾斜的,AB和CD都與BC相切?,F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上,放置時(shí)初速為零,經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處,D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變,CD段上各箱等距排列,相鄰兩箱的
13、距離為L(zhǎng)。每個(gè)箱子在A處投放后,在到達(dá)B之前已經(jīng)相對(duì)于傳送帶靜止,且以后也不再滑動(dòng)(忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng))。已知在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間T內(nèi),共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N。這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),傳送帶與輪子間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的平均抽出功率。【gh】2【2004年】柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成,氣缸與活塞間有柴油與空氣的混合物。在重錘與樁碰撞的過(guò)程中,通過(guò)壓縮使混合物燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣體,從而使樁向下運(yùn)動(dòng),錘向上運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)把柴油打樁機(jī)和打樁過(guò)程簡(jiǎn)化如下:柴油打樁機(jī)重錘的質(zhì)量為m,錘在樁帽以上高度為h處(如圖1)從靜止開(kāi)始沿豎直軌道自由落下,打在質(zhì)量為M(包括樁帽)的鋼筋
14、混凝土樁子上。同時(shí),柴油燃燒,產(chǎn)生猛烈推力,錘和樁分離,這一過(guò)程的時(shí)間極短。隨后,樁在泥土中向下移動(dòng)一距離l。已知錘反跳后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),錘與已停下的樁幅之間的距離也為h(如圖2)。已知m×103kg,M×103kg,h2.0m,l0.20m,重力加速度g10m/s2,混合物的質(zhì)量不計(jì)。設(shè)樁向下移動(dòng)的過(guò)程中泥土對(duì)樁的作用力F是恒力,求此力的大小。【N】3【2005年】如圖,質(zhì)量為m1的物體A 經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B 相連,彈簧的勁度系數(shù)為k , A 、B 都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連物體A ,另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸
15、直狀態(tài),A 上方的一段繩沿豎直方向?,F(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C 并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使B 離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升。若將C 換成另一個(gè)質(zhì)量為(m1+ m3)的物體D ,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放,則這次B 剛離地時(shí)D的速度的大小是多少?已知重力加速度為g ?!緑=】42006年一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)t時(shí)間,身體伸直并剛好離開(kāi)地面,速度為v,在此過(guò)程中:【B】mv+mgt,地面對(duì)他做的功為mv2B. 地面對(duì)他的沖量為mv+mgt,地面對(duì)他做的功為零MmC. 地面對(duì)他的沖量為mv,地面對(duì)他做的功為mv2D. 地面對(duì)他的沖量為mv-mgt,地面對(duì)他做的功為零5【2
16、007年】如圖所示,質(zhì)量為m的由絕緣材料制成的球與質(zhì)量為M19m的金屬球并排懸掛?,F(xiàn)將絕緣球拉至與豎直方向成60°的位置自由釋放,下擺后在最低點(diǎn)處與金屬球發(fā)生彈性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于紙面的磁場(chǎng)。已知由于磁場(chǎng)的阻尼作用,金屬球?qū)⒂谠俅闻鲎睬巴T谧畹忘c(diǎn)處。求經(jīng)過(guò)幾次碰撞后絕緣球偏離豎直方向的最大角度將小于45°?!窘?jīng)過(guò)3次碰撞后小于45°】細(xì)分析我們會(huì)發(fā)現(xiàn),專家命題十分重視對(duì)主干知識(shí)的考查,在命題時(shí)不避諱常規(guī)試題,也考查我們認(rèn)為的超綱問(wèn)題(彈性碰撞)。注重對(duì)試題的題境的創(chuàng)新、設(shè)問(wèn)的創(chuàng)新、條件的變化,注重考查學(xué)生對(duì)概念的理解、規(guī)律的應(yīng)用及學(xué)生學(xué)習(xí)中可能存在的思
17、維障礙。動(dòng)量、能量考點(diǎn)在歷年的高考物理計(jì)算題中一定應(yīng)用,且分值都不低于20分,08年也不例外?!咎貏e注意】湖北省從2003年到2007年的高考中已經(jīng)考查了傳送帶、彈簧、小球碰撞等重要的模型,而板塊模型還沒(méi)有出現(xiàn),要特別注意,同時(shí),2007年高考中沒(méi)有出現(xiàn)彈簧問(wèn)題,2008年一定回出現(xiàn),而且可能是大題!(四)2008高考熱點(diǎn)與冷點(diǎn)展望“動(dòng)量和能量”問(wèn)題是高考的主考題型,出現(xiàn)的頻率也是比較高的,是高考的一個(gè)熱點(diǎn)彈性勢(shì)能的應(yīng)用性問(wèn)題雖然是高考的一個(gè)冷點(diǎn),但在備考時(shí)也需要我們?nèi)リP(guān)注。動(dòng)能定理的最大好處就是不需要運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的輔助,只要把物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的各種性質(zhì)力分析出來(lái),判斷出各個(gè)力的做功情況,找
18、到過(guò)程初末狀態(tài)的動(dòng)能,就可以列方程求解了!求變力做功的時(shí)候不能用求功公式W=FS(只適用于恒力做功),而使用動(dòng)能定理則可以方便地求解變力做的功!涉及功和位移時(shí)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理求解!動(dòng)量定理也不需要運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的輔助,也可以省略對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的初末狀態(tài)即可列方程求解!所以,在處理變力問(wèn)題時(shí),動(dòng)量定理非常方便,例如,用動(dòng)量定理求小球陷入泥沙過(guò)程中泥沙對(duì)小球的平均作用力!研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),一般選用動(dòng)量定理!動(dòng)量定理與動(dòng)能定理一樣,都是以單個(gè)物體為研究對(duì)象但所描述的物理內(nèi)容差別極大動(dòng)量定理數(shù)學(xué)表達(dá)式:F合·t=p,是描述力的時(shí)間積累作用效果使動(dòng)量
19、變化;該式是矢量式,即在沖量方向上產(chǎn)生動(dòng)量的變化動(dòng)能定理數(shù)學(xué)表達(dá)式:F合·S=EK,是描述力的空間積累作用效果使動(dòng)能變化;該式是標(biāo)量式。只有重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈性力做功)做功時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能守恒!此時(shí)可以用機(jī)械能守恒定律來(lái)求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題. 但是很多同學(xué)不知道怎么去判斷一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒,其實(shí)是因?yàn)閺膩?lái)都沒(méi)有在做題的過(guò)程中總結(jié)出一些有用的方法:可以對(duì)系統(tǒng)的受力進(jìn)行整體分析,如果有除重力以外的其他力對(duì)系統(tǒng)做了功,則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒. 此時(shí)“判斷一個(gè)力是否做功”的方法就顯得尤為重要了!當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的物體或系統(tǒng)與外界發(fā)生碰撞時(shí),如果題目沒(méi)有說(shuō)明“不計(jì)機(jī)械能的損失”或“碰撞屬于完全彈性碰撞”,
20、系統(tǒng)機(jī)械能肯定不守恒.如果系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生“爆炸”,則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒!系統(tǒng)內(nèi)部有細(xì)繩產(chǎn)生瞬間拉緊的作用時(shí),系統(tǒng)機(jī)械能也不守恒. 動(dòng)量守恒定律是專門(mén)用來(lái)研究物體的相互作用的,所以在碰撞、反沖、“人船模型”和“人車(chē)模型”中通常都是用動(dòng)量守恒定律進(jìn)行求解. 而判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒卻是大家的一個(gè)難題. 其實(shí)沒(méi)有什么高深莫測(cè)的東西:用整體法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析(不分析系統(tǒng)內(nèi)力),如果系統(tǒng)不受合外力或所受合外力為零,則系統(tǒng)動(dòng)量守恒!雖然系統(tǒng)的合外力不為零,但是系統(tǒng)在某一個(gè)方向上的合力為零,這時(shí)可以單獨(dú)在這個(gè)方向上運(yùn)用動(dòng)量守恒定律!雖然系統(tǒng)受到重力等外力,且合外力不等于零,但是當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的作用時(shí),就
21、可以忽略外力的影響,仍然可以認(rèn)為系統(tǒng)的動(dòng)量守恒!如“爆炸”過(guò)程. 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用“時(shí)間極短”時(shí),雖然系統(tǒng)的合外力不為零,但是在這個(gè)“極短”的時(shí)間內(nèi)我們?nèi)匀豢梢詫?duì)系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律!所以審題的時(shí)候看到“時(shí)間極短”的字眼時(shí),可以對(duì)這個(gè)“時(shí)間極短”的過(guò)程用動(dòng)量守恒定律!若研究的對(duì)象為一物體系統(tǒng),且它們之間有相互作用時(shí),優(yōu)先考慮兩大守恒定律,特別是出現(xiàn)相對(duì)路程的則優(yōu)先考慮能量守恒定律.力與運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、能量是解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三種觀點(diǎn),一般來(lái)說(shuō),用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)比用力的觀點(diǎn)解題簡(jiǎn)便,因此在解題時(shí)優(yōu)先選用這兩種觀點(diǎn);但在涉及加速度問(wèn)題時(shí)就必須用力的觀點(diǎn). 有些問(wèn)題,用到的觀點(diǎn)不只一個(gè),特別像高考中
22、的一些綜合題,常用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)聯(lián)合求解,或用動(dòng)量觀點(diǎn)與力的觀點(diǎn)聯(lián)合求解,有時(shí)甚至三種觀點(diǎn)都采用才能求解,因此,三種觀點(diǎn)不要絕對(duì)化.(五)動(dòng)量和能量復(fù)習(xí)的重要知識(shí)和結(jié)論【機(jī)械能】1求功的途徑:用定義求恒力功. 用動(dòng)能定理【從做功的效果】或能量守恒求功.由圖象求功. 用平均力求功【力與位移成線性關(guān)系】.由功率求功.2功能關(guān)系-功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功不是能,能也不是功.重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少量【數(shù)值上相等】電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的減少量【數(shù)值上相等】彈簧的彈力所做的功等于彈性勢(shì)能的減少量【數(shù)值上相等】,Ep彈kX2/2分子力所做的功等于分子勢(shì)能的減少量【數(shù)值上相等】合外力所做的功等于
23、動(dòng)能的增加量【所有外力】只有重力和彈簧的彈力做功,機(jī)械能守恒克服安培力所做的功等于感應(yīng)電能的增加量【數(shù)值上相等】除重力和彈簧彈力以外的力做功等于機(jī)械能的增加量【功能原理】摩擦生熱Qf·S相對(duì) E損【f滑動(dòng)摩擦力的大小,S相對(duì)為相對(duì)路程或相對(duì)位移,E損為系統(tǒng)損失的機(jī)械能,Q為系統(tǒng)增加的內(nèi)能】靜摩擦力可以做正功、負(fù)功、還可以不做功,但不會(huì)摩擦生熱;滑動(dòng)摩擦力可以做正功、負(fù)功、還可以不做功,但會(huì)摩擦生熱;作用力和反作用力做功之間無(wú)任何關(guān)系.3傳送帶以恒定速度勻速運(yùn)行,小物體無(wú)初速放上,達(dá)到共同速度過(guò)程中,相對(duì)滑動(dòng)距離等于小物體對(duì)地位移,摩擦生熱等于小物體的動(dòng)能,即Qmv02/24發(fā)動(dòng)機(jī)的功
24、率P=F牽v,當(dāng)加速度a0時(shí),有最大速度vm=P/F牽【注意額定功率和實(shí)際功率】500<900 做正功;900<1800做負(fù)功;90o不做功【力的方向與位移(速度)方向垂直時(shí)該力不做功】.S6摩擦生熱:Q = f·S相對(duì) ;Q常不等于功的大小動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,克服摩擦力做功 W = µ mg S×106×10-19J.【動(dòng)量】S1 同一物體某時(shí)刻的動(dòng)能和動(dòng)量大小的關(guān)系:2碰撞的分類 :彈性碰撞動(dòng)量守恒,動(dòng)能無(wú)損失完全非彈性碰撞 動(dòng)量守恒,動(dòng)能損失最大。【以共同速度運(yùn)動(dòng)】非完全彈性碰撞 動(dòng)量守恒,動(dòng)能有損失。碰撞后的速度介于上面兩種碰撞的速度
25、之間【大物碰靜止的小物,大物不可能速度為零或反彈】3一維彈性碰撞:動(dòng)物碰動(dòng)物:動(dòng)物碰靜物: V2=0, 【質(zhì)量大碰小,一起向前;質(zhì)量相等,速度交換;質(zhì)量小碰大,質(zhì)量小的反彈】4追上發(fā)生碰撞,滿足三原則:動(dòng)量守恒 動(dòng)能不增加 合理性原則【A不穿過(guò)B()】ABV05小球和彈簧:A、B兩小球的速度相等為彈簧最短或最長(zhǎng)或彈性勢(shì)能最大時(shí)若MAMB時(shí), 彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A、B球速度有極值:B球有最大值,A球有最小值;若MA<MB時(shí),由于A會(huì)反彈,則A球最小值為零,B球速度可求,但不為極值,此時(shí)彈簧還沒(méi)有恢復(fù)原長(zhǎng).(六)典型例題1【天體運(yùn)動(dòng)】美國(guó)航空航天局和歐洲航空航天局合作研究的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)
26、器,在美國(guó)東部時(shí)間2004年6月30日(北京時(shí)間7月1日)抵達(dá)預(yù)定軌道,開(kāi)始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族質(zhì)量為m的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入繞土星飛行的軌道,先在半徑為R的圓形軌道上繞土星飛行,運(yùn)行速度大小為1為了進(jìn)一步探測(cè)土星表面的情況,當(dāng)探測(cè)器運(yùn)行到A點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)向前噴出質(zhì)量為m的氣體,探測(cè)器速度大小減為2,進(jìn)入一個(gè)橢圓軌道,運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)再一次改變速度,然后進(jìn)入離土星更近的半徑為r的圓軌道,如圖所示設(shè)探測(cè)器僅受到土星的萬(wàn)有引力,不考慮土星的衛(wèi)星對(duì)探測(cè)器的影響,探測(cè)器在A點(diǎn)噴出的氣體速度大小為u求:ABRr(1)探測(cè)器在軌道上的運(yùn)行速率3和加速度的大?。?)探測(cè)器在A點(diǎn)噴出的氣體質(zhì)量m【(1)3=
27、183;1、a=12 (2)m=·m】2.【傳送帶模型】如圖是建筑工地上常用的一種“深穴打夯機(jī)”v=4m/s,滾輪對(duì)夯桿的正壓力FN=2×104N,滾輪與夯桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,夯桿質(zhì)量m=1×103kg,坑深h=6.4m,假定在打夯的過(guò)程中坑的深度變化不大,取g=10m/s2.求:×104J】×104J】打夯周期.【4.2s】BAEv0LS3.【板塊模型】 質(zhì)量ma3.0kg、長(zhǎng)度L0.6m、電量q×105C的導(dǎo)體板A在絕緣水平面上,質(zhì)量mbB在導(dǎo)體板A上的左端,開(kāi)始時(shí)A、B保持相對(duì)靜止一起向右滑動(dòng),當(dāng)它們的速度減小到v03.0
28、m/s時(shí),立即施加一個(gè)方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小E×105N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),此時(shí)A的右端到豎直絕緣擋板的距離為S,此后A、B始終處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖所示。假定A與擋板碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失,A與B之間(動(dòng)摩擦因數(shù)10.25)及A與地面之間(動(dòng)摩擦因數(shù)20.10)的最大靜摩擦力均可認(rèn)為等于其滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2。試求要使B不從A上滑下,S應(yīng)滿足的條件?!維2.0m】4.【板塊模型和彈簧】如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量M4.0kg的平板車(chē),車(chē)的上表面右側(cè)是一段長(zhǎng)L1.0m的水平軌道,水平軌道左側(cè)連一半徑R=0.25m的1/4光滑圓弧軌道,圓弧軌道與水平軌道在O/點(diǎn)相切車(chē)右端固定一
29、個(gè)尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧,一質(zhì)量m1.0kg的小物塊緊靠彈簧,小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5。整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將彈簧解除鎖定,小物塊被彈出,恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A,g取10m/s2求: (1)解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能;【7.5J】(2)小物塊第二次經(jīng)過(guò)O/點(diǎn)時(shí)的速度大??;【2.0m/s】(3)最終小物塊與車(chē)相對(duì)靜止時(shí)距O/點(diǎn)的距離【0.5m】5.【碰撞問(wèn)題】如圖所示,一塊足夠長(zhǎng)的木塊,放在光滑的水平面上,在木板上自左向右放有序號(hào)是1,2,3,n的木塊,所有木塊的質(zhì)量均為m,與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同。開(kāi)始時(shí),木板靜止不動(dòng),第1,2,3,n號(hào)木板的初速度分別是v0
30、,2v0,3v0,nv0,方向都向右。木板的質(zhì)量與所有木塊的總質(zhì)量相等。最終所有木塊與木塊以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)木塊之間均無(wú)相互碰撞,木板足夠長(zhǎng)。求: (1) 所有木塊與木板一起勻速運(yùn)動(dòng)的速度vn 【】 (2) 第1號(hào)木塊與木板剛好相對(duì)靜止時(shí)的速度v1【】3x0x0OAm通過(guò)分析與計(jì)算說(shuō)明第k號(hào)(n > k)木塊的最小速度vk?!酒渲衝 > k】6【彈簧和碰撞】質(zhì)量為m的鋼板與直立彈簧的上端連接,彈簧下 端固定在地上,平衡時(shí),彈簧的壓縮量為x0,如圖所示,一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下,打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng),但不粘連,它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng).已知物塊
31、質(zhì)量也為m時(shí),它們恰能回到O點(diǎn).若物塊質(zhì)量為2m,仍從A處自由落下,則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí),還具有向上的速度,求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離. 【x0/2】habB7【電磁感應(yīng)中的動(dòng)量與能量問(wèn)題】如圖所示,金屬桿a在離地h高處從靜止開(kāi)始沿弧形軌道下滑,導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,水平部分導(dǎo)軌上原來(lái)放有一金屬桿b.已知桿的質(zhì)量為ma,且與b桿的質(zhì)量比為mamb=3,水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),不計(jì)摩擦,求:(1)a和b的最終速度分別是多大?【】(2)整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少?【4mpgh/7】(3)若已知a、b桿的電阻之比RaRb=34,其余電阻不計(jì),整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量
32、分別是多少?【】8.【電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題】如圖所示,電阻不計(jì)的兩根平行且彎成直角足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌MON、POQ,導(dǎo)軌間距為l,MO、PO處在同一水平面內(nèi),磁場(chǎng)方向豎直向上,ON、OQ處在同一豎直面內(nèi),磁場(chǎng)方向水平向左,且水平和豎直磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,。如圖所示,質(zhì)量均為m,電阻均為R的兩根相同導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌分別放在水平部分和豎直部分,開(kāi)始時(shí)使a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài),不計(jì)一切摩擦,兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,重力BPNQBabOOM加速度為g,求:(1)現(xiàn)釋放a,某時(shí)刻a的速度為v1,b的速度為v2,需經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間?【(v1v2)/g】(2)該時(shí)刻a、b與導(dǎo)軌所組成的閉合回路消耗的總電功
33、率;【B2l2(v1v2)v1/2R】(3)試確定兩棒穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況?!咀罱K兩桿以相同大小的加速度勻加速液滴 加速度為g/2】(七)復(fù)習(xí)建議 本部分尤其應(yīng)該注意,動(dòng)量與能量相結(jié)合的問(wèn)題,是歷來(lái)命題的熱點(diǎn)。對(duì)于“多體單過(guò)程問(wèn)題”、“多體雙過(guò)程問(wèn)題”、 “多體多過(guò)程問(wèn)題”、“雙體多過(guò)程問(wèn)題”、“碰撞的可能性問(wèn)題”、“含有彈簧的動(dòng)量與能量問(wèn)題”、“廣義的人船模型”、“繩聯(lián)體模型”等要全面著力強(qiáng)化。本部分內(nèi)容與STS聯(lián)系較緊,既是物理學(xué)的主干知識(shí),容易體現(xiàn)新課標(biāo)的 “關(guān)注科技前沿”、“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)” 教改理念。比如,結(jié)合“神州六號(hào)”的“逃逸塔”同學(xué)們就可以設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于動(dòng)量與能量相結(jié)
34、合的問(wèn)題。本部分分值一般在16-25分左右?;ㄉ闲r(shí)間是值得的。尤其是目前的第三輪復(fù)習(xí),精力應(yīng)該重點(diǎn)放在本部分的復(fù)習(xí)上。三、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)在每年全國(guó)高考“理科綜合能力測(cè)試”試卷中,電磁學(xué)知識(shí)平均占物理試卷總分的35左右,其重要地位是顯而易見(jiàn)的。這類問(wèn)題的特點(diǎn)是涉及的知識(shí)點(diǎn)多、運(yùn)動(dòng)情況復(fù)雜,因而能很好地考查考生的分析綜合能力、空間想象能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。高考作為一種選拔性的考試,這類知識(shí)備受命題者的青睞:近三年試卷中考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)了3次,帶電粒子在電場(chǎng)中加速偏轉(zhuǎn)后到達(dá)熒光屏的距離隨時(shí)間變化的圖線出現(xiàn)1次,帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)了5次,帶電
35、粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)了2次。(一)命題趨向仔細(xì)分析近幾年高考題,不難發(fā)現(xiàn)有關(guān)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題所涉及的情景有很多相似之處:高考題從不同的角度、不同的條件變換題設(shè)的情景,甚至是陳題翻新。由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜電場(chǎng)、交變電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)等知識(shí)綜合應(yīng)用到具體問(wèn)題上,如示波器、質(zhì)譜儀、速度選擇器、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)等。這類題多數(shù)是以力學(xué)為主線,突出電場(chǎng)、磁場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)力、電、磁的綜合。這類題通過(guò)高考實(shí)現(xiàn)對(duì)人才的選拔,可以預(yù)計(jì)今后高考仍然會(huì)加大考查力度。從整個(gè)電磁學(xué)來(lái)看,近幾年計(jì)算題中未出現(xiàn)電磁感應(yīng)類的大題,這應(yīng)該引起我們足夠的注意。(二)復(fù)習(xí)對(duì)策1
36、、鑒于考綱說(shuō)明:帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的計(jì)算,只限于帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度平行或垂直于場(chǎng)強(qiáng)的情況,所以復(fù)習(xí)時(shí)注意這兩種運(yùn)動(dòng)形式:一是帶電粒子平行于電場(chǎng)方向進(jìn)入后的勻變速直線運(yùn)動(dòng);二是帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后的類平拋運(yùn)動(dòng)。在交變的電場(chǎng)中,帶電粒子的受力呈現(xiàn)周期性的變化,因而粒子的運(yùn)動(dòng)也表現(xiàn)出周期性如一束電子以很大的水平速度沿兩板的中央不斷的射入,板間加一電壓,若該電壓是一低頻交變電壓,那么電子的運(yùn)動(dòng)情況可以作這樣的處理:由于電子通過(guò)的時(shí)間極短,在這較短的時(shí)間內(nèi),兩板間的電壓改變很少,可以認(rèn)為電子的受力不變由于電子射入極板的時(shí)間先后不同,所以,不同電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不同解題時(shí)除了進(jìn)行受力分析
37、、運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析之外,結(jié)合“”圖線解題是化繁為簡(jiǎn)的有效途徑。這類問(wèn)題通常出現(xiàn)的易錯(cuò)點(diǎn):(1)在加速電場(chǎng)中求帶電粒子的速度運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)要注意是指入射點(diǎn)和出射點(diǎn)之間的電勢(shì)差,而不一定就是兩極板間的電勢(shì)差;(2)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中求帶電粒子的側(cè)移時(shí)要注意數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用,不少同學(xué)在運(yùn)用相似三角形求解往往將對(duì)應(yīng)邊寫(xiě)錯(cuò)。2、在解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí),找圓心、畫(huà)軌跡、求半徑通常是解題的“三步曲”。帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的極值問(wèn)題是難點(diǎn)問(wèn)題,一般解決問(wèn)題的辦法是利用“參考圓”結(jié)合幾何知識(shí)找出恰好射出磁場(chǎng)的臨界條件,詳細(xì)解析見(jiàn)“教學(xué)設(shè)計(jì)”。3、在解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
38、時(shí),正確分析帶電粒子的受力情況及運(yùn)動(dòng)特征是解題的前提,靈活選用力學(xué)規(guī)律是解題的關(guān)鍵。解決這類題時(shí)一定要注意臨界條件的挖掘:如“恰好”、“最大”、“最多”、“至少”等關(guān)鍵詞,往往是解題的突破口。 在各種運(yùn)動(dòng)中,最為簡(jiǎn)單的是以垂直電磁場(chǎng)的方向射入做勻速直線運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,初速的大小必為,這就是速度選擇器模型,這一模型,它只能選擇速度,而不能選擇帶電的多少和帶電的正負(fù)在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的共同作用下,帶電體的運(yùn)動(dòng)方式是多種多樣的,解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是能正確的進(jìn)行受力分析,在受力分析的基礎(chǔ)上,對(duì)問(wèn)題的整體有清晰的理解(三)教學(xué)設(shè)計(jì)(帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))基本思路:抓住 “一個(gè)圓心、兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)”。
39、“一個(gè)圓心”是解決問(wèn)題的前提,而找圓心必須依據(jù)圓軌道上的“兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)”入射點(diǎn)和出射點(diǎn),利用幾何關(guān)系通過(guò)幾種不同的方法來(lái)確定圓心,畫(huà)出半徑,力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系就呈現(xiàn)出來(lái)了,1、“相交法”若已知圓周上的出射點(diǎn)和入射點(diǎn)及兩點(diǎn)速度的方向,分別作出兩點(diǎn)速度方向的垂線,垂線的交點(diǎn)即為圓心?!纠?004年全國(guó)卷第24題2、“中垂線法”若已知軌跡上的兩點(diǎn),但只知道一點(diǎn)的速度方向,則可先連接這兩點(diǎn),然后作連線的中垂線,中垂線與速度垂線的交點(diǎn)即為圓心?!纠?007年寧夏卷24題3、“截取法”若已知軌跡上的兩點(diǎn),但不知速度方向,在半徑可由已知條件求出時(shí),分別以兩點(diǎn)為圓心,以為半徑畫(huà)弧,兩弧交點(diǎn)即為圓心?!纠?00
40、4年廣東卷23題4、“補(bǔ)點(diǎn)法”若只知軌道上的一點(diǎn)及該點(diǎn)速度方向,可在邊界上補(bǔ)一點(diǎn)作為出射點(diǎn),然后利用“中垂線法”找圓心?!纠?007年天津卷19題5、“判斷法”若只知軌道上的一點(diǎn),但該點(diǎn)速度方向未知,可由已知條件求出速度的大小,根據(jù)題意判斷軌跡上另一點(diǎn)的位置,然后利用“中垂線法”找圓心?!纠?007年廣東卷20題、2007年全國(guó)卷第25題(四)趣題賞析:通過(guò)對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析,體會(huì)其中的美學(xué)思想和對(duì)稱美的感受有的磁場(chǎng)區(qū)域像一片嫩綠的樹(shù)葉;有的像一條緩緩前行的波浪;有的構(gòu)成了一顆閃閃發(fā)光的星星;有的軌跡形成了一彎殘?jiān)?。?)一片綠葉 如圖所示,在平面內(nèi)有很多質(zhì)量為、電量為的電
41、子,從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷以相同的速率沿不同 方向平行平面射人第象限現(xiàn)加一垂直平面向里、 磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要求這些入射電子穿過(guò)磁場(chǎng)都能平行于軸且沿軸正方向運(yùn)動(dòng)求符合條件的磁場(chǎng)的最小面積(不考慮電子之間的相互作用) 方法:“相交法”答案:(2)一條波浪 如圖(甲)所示,x0的區(qū)域內(nèi)有如圖(乙)所示大小不變、方向隨時(shí)間周期性變化的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外時(shí)為正方向現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子,在時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿著與x軸正方向成750角射入粒子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后到達(dá)P點(diǎn),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,a),此時(shí)粒子的速度方向與OP延長(zhǎng)線的夾角為粒子只受磁場(chǎng)力作用 (1)若為已知量,試求帶電
42、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R和周期的表達(dá)式, (2)說(shuō)明粒子在OP間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間跟所加磁場(chǎng)變化周期T之間應(yīng)有什么樣關(guān)系才能使粒子完成上述運(yùn)動(dòng);(3)若為未知量,那么所加磁場(chǎng)的變化周期T,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小各應(yīng)滿足什么條件,才能使粒子完成上述運(yùn)動(dòng)?(寫(xiě)出T、應(yīng)滿足條件的表達(dá)式) 方法:“判斷法”答案.(1) (3)(3)一顆明星 如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為、電量為的正離子,從A點(diǎn)正對(duì)著圓心O以速度射入半徑為的絕緣圓筒中圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞兩次后仍從A點(diǎn)射出,求正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(設(shè)粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞時(shí)無(wú)能量和電量損失,不計(jì)粒子的重力)方法:“
43、中垂線法”答案:(4)一彎殘?jiān)?如圖所示,有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為,方向垂直所在的紙面向外某時(shí)刻在處,一質(zhì)子沿軸的負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng),同一時(shí)刻,在處,一個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng),速度方向與磁場(chǎng)垂直不考慮質(zhì)子與粒子間的相互作用,質(zhì)子的質(zhì)量為、電量為 (1)如果質(zhì)子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,它的速度為多大?(2)如果粒子與質(zhì)子在坐標(biāo)原點(diǎn)O相遇,粒子的速度為多大?方向如何? 方法:“補(bǔ)點(diǎn)法”答案:(1) (2)說(shuō)明:通過(guò)近幾年備考實(shí)踐證明:上述幾題集“知識(shí)性”、“趣味性”、“實(shí)用性”于一體,其難度不亞于2007年的壓軸題。正如物理學(xué)家溫伯格說(shuō):“目前物理學(xué)中最有希望的探索方法就是透過(guò)現(xiàn)象世界與表層結(jié)構(gòu)的迷霧去發(fā)現(xiàn)隱藏在事
44、物深處的對(duì)稱性”用對(duì)稱性思想去審題,從對(duì)稱性角度去分析和解決問(wèn)題,將給人耳目一新的感覺(jué)通過(guò)“趣題賞析”,讓學(xué)生在枯燥的備考中增添了些許亮麗的色彩。四、電磁感應(yīng)與電路分析和力學(xué)綜合(一)考點(diǎn)評(píng)析與五年高考回顧“電磁感應(yīng)”是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一,同時(shí)又與電學(xué)和力學(xué)知識(shí)緊密聯(lián)系,是考查知識(shí)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合運(yùn)用能力的好題材,是高考向來(lái)關(guān)注的一個(gè)重要考點(diǎn),本專題涉及兩個(gè)方面的知識(shí):一是電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)研究的是其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律,其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律,楞次定律討論的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向所遵循規(guī)律。楞次定律表述:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通變化,即要想獲得感應(yīng)電流(電
45、能)必須克服感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力做功,需外界做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,法拉第電磁感應(yīng)定律:E=,是反映外界做功的能力,磁通量的變化率越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,外界做功的能力也越大。二是電路及力學(xué)知識(shí),主要討論電能在電路中傳輸、分配,并通過(guò)用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點(diǎn)規(guī)律(如通過(guò)電阻等將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,通過(guò)電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)體棒的加速運(yùn)動(dòng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能等)。在實(shí)際應(yīng)用中常常用到電路的三個(gè)規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動(dòng)量守恒定律、功和能的思想。從近五年高考試題可以看出,本講考查的內(nèi)容集中在法拉第電磁感應(yīng)定律與力學(xué)、能量、電路、圖象的綜合。2007北京理綜第24題考查了電磁
46、感應(yīng)中等效電路的分析、牛頓第二定律及能量守恒定律的應(yīng)有用,并把交流電的有效值引入進(jìn)行綜合考查。2007重慶理綜第23題除了考查感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和安培力的計(jì)算外,還巧妙引入“波”的概念,考出新意,非常值得關(guān)注。另外在2007年高考中,上海、天津、江蘇、廣東、四川等省市以本講內(nèi)容為載體考查學(xué)生對(duì)電磁現(xiàn)象、力學(xué)基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解,并且對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力及獲得信息的能力有較高要求,難度較大。(二)分類復(fù)習(xí)思路、方法和對(duì)策1電磁感應(yīng)與電路相結(jié)合的問(wèn)題在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源。因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往與電路問(wèn)題聯(lián)系在一起。解決與電
47、路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向,當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)或磁通量均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,是恒定電流的問(wèn)題。當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒變速運(yùn)動(dòng)或磁通量非均勻變化則是交變電流的問(wèn)題。(2)畫(huà)出等效電路,對(duì)整個(gè)回路分析清楚哪一部分是電源,哪一部分為負(fù)載以及負(fù)載的連接性質(zhì)。(3)運(yùn)用全電路歐姆定律,串、并聯(lián)電路性質(zhì),電功率公式聯(lián)立求解。這一部分知識(shí)涉及基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念較多,要深刻理解物理概念,熟練運(yùn)用楞次定律、電磁感應(yīng)定律和歐姆定律、電阻定律、焦耳定律以及能量的轉(zhuǎn)化及守恒規(guī)律。(4)的分析與應(yīng)用。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,只要穿過(guò)閉合電路
48、的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,設(shè)在時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為,則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律E=,得。如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈(),則。上式中為線圈的匝線,為磁通量的變化,R為閉合電路的總電阻。2電磁感應(yīng)與力學(xué)相結(jié)合的問(wèn)題研究方法與力學(xué)相同:明確研究對(duì)象,搞清物理過(guò)程,正確地進(jìn)行受力分析。這里應(yīng)特別注意伴隨感應(yīng)電流而產(chǎn)生的安培力。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體受的安培力恒定,變速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體受的安培力隨速度(電流)變化而變化。受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析思考方向是:導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化周而復(fù)始,循環(huán)結(jié)束
49、時(shí),導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。要畫(huà)好受力圖,抓住時(shí),速度達(dá)到最大值的特點(diǎn)。電磁學(xué)部分思路:將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路等效為電源,如果在一個(gè)電路中切割磁感線的是幾部分而又互相聯(lián)系,可等效成電源的串、并聯(lián),分析內(nèi)外電路結(jié)構(gòu),應(yīng)用閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律理順電學(xué)量之間的關(guān)系。力學(xué)部分思路:分析通電導(dǎo)體的受力情況及力的效果,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等理順力學(xué)量之間的關(guān)系。處理的基本方法是:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。(2)由全電路歐姆定律確定回路中的感應(yīng)電流。(3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方
50、向)。(4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。3電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)的過(guò)程是能量的轉(zhuǎn)化和守恒的過(guò)程,導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能或其他形式的能便轉(zhuǎn)化為電能;感應(yīng)電流做功,又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能等。電磁感應(yīng)的過(guò)程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,因此在分析問(wèn)題時(shí),應(yīng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律,分析清楚有哪些力做功,就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化,然后借助于動(dòng)能定理或能量守恒定律等規(guī)律求解。需要說(shuō)明的是克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為了電能。中學(xué)階段用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問(wèn)題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),對(duì)應(yīng)的受力特
51、點(diǎn)是合外力為零或合力矩為零,能量轉(zhuǎn)化過(guò)程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。解決這類問(wèn)題的基本方法是:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。(2)畫(huà)出等效電路,求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。4電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題(1)圖象問(wèn)題是一種半定量分析,電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖線,即B-圖線、-圖線、E-圖線和I-圖線,此外還有切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流I隨線圈位移變化的圖線,即E-圖線和I-圖線。(2)這些圖象問(wèn)題大體可分為兩類:由給出的電
52、磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫(huà)出正確的圖象。由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程,求解相應(yīng)物理量。不管是哪種類型,電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決。(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖象問(wèn)題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)的方向,從而確定其正負(fù),以及在坐標(biāo)中的范圍。(4)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的大小及其變化規(guī)律,要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)分析,有些圖象問(wèn)題還要畫(huà)出等效電路來(lái)輔助分析。(5)要正確理解圖象問(wèn)題,必須既能根據(jù)圖象的定義把圖象反映的規(guī)律對(duì)應(yīng)到實(shí)際過(guò)程中去,又能根據(jù)實(shí)際過(guò)程的抽象規(guī)律對(duì)
53、應(yīng)到圖象中去,最終根據(jù)實(shí)際過(guò)程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。這樣,才抓住了解決圖象問(wèn)題的根本。五、熱學(xué)(一)考綱要求:內(nèi)容要求說(shuō)明42物質(zhì)是由大量分子組成的,阿伏加德羅常數(shù)、分子的運(yùn)動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng)、分子間的相互作用力。 43分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均能的標(biāo)志,物體分子間的相互作用勢(shì)能,物體的內(nèi)能 44做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式,熱量、能量守恒定律。 45熱力學(xué)第一定律 46熱力學(xué)第二定律 47永動(dòng)機(jī)不可能 48絕對(duì)零度不可達(dá)到 49能源的開(kāi)發(fā)和利用,能源的利用與保護(hù)環(huán)境保護(hù) 50氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量、熱力學(xué)溫度 51氣體的體積、溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系 52氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 53氣
54、體壓強(qiáng)的微觀意義121用油膜法估測(cè)分子的大小IIIIIIIIIIII(二)考點(diǎn)分析:熱學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)全屬于較低要求,一般是選擇題內(nèi)容主要涉及分子動(dòng)理論分子大小和個(gè)數(shù)估算內(nèi)能改變與做功和熱傳遞的關(guān)系能量守恒及熱力學(xué)兩定律命題多從基本概念入手,難度不會(huì)太大,定性分析多,掌握得好以得分但如沒(méi)復(fù)習(xí)透,丟分很可惜07年我們黃岡市與湖北其它縣市相比有差距,在復(fù)習(xí)中我們要重視這一章(三)復(fù)習(xí)方略: 對(duì)這部分知識(shí)的復(fù)習(xí),重在對(duì)基本概念和基本規(guī)律原理的透徹理解,要加強(qiáng)那些與生產(chǎn)生活和社會(huì)熱點(diǎn)等相聯(lián)系,提高解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力復(fù)習(xí)中要注重建立宏觀量和微觀量的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 對(duì)一個(gè)確定的物體來(lái)說(shuō),其分子動(dòng)能與溫度對(duì)應(yīng);
55、分子勢(shì)能與物體的體積對(duì)應(yīng);分子內(nèi)能與物體的溫度體積物質(zhì)的量對(duì)應(yīng);物體內(nèi)能的改變與做功和熱傳遞相對(duì)應(yīng) (四)知識(shí)精解:1物體是由大量分子組成的分子是指構(gòu)成物質(zhì)的單元,可以是原子、離子,也可以是分子。在熱運(yùn)動(dòng)中它們遵從相同的規(guī)律,所以統(tǒng)稱為分子。(1)這里建立了一個(gè)理想化模型:把分子看作是小球,所以求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級(jí)上是有意義的。一般認(rèn)為分子直徑大小的數(shù)量級(jí)為10-10m。(2)固體、液體被理想化地認(rèn)為各分子是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的,每個(gè)分子的體積就是每個(gè)分子平均占有的空間。分子體積=物體體積÷分子個(gè)數(shù)。(3)氣體分子仍視為小球,但分子間距離較大,不能看作一個(gè)挨一個(gè)緊密排列,所以氣體分子
56、的體積遠(yuǎn)小于每個(gè)分子平均占有的空間。每個(gè)氣體分子平均占有的空間看作以相鄰分子間距離為邊長(zhǎng)的正立方體。(4)阿伏加德羅常數(shù)NA×1023mol-1,是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量和分子質(zhì)量、分子體積這些微觀物理量聯(lián)系起來(lái)了。例若以表示水的摩爾質(zhì)量,表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積, 為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,NA為阿佛加德羅常數(shù),m、分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積,下面是四個(gè)關(guān)系式:其中正確的是() A、和 B、和C、和 D、和分子的熱運(yùn)動(dòng)物體里的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān),所以通常把分子的這種運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。(1)擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。(2)布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng),要注意以下幾點(diǎn):形成條件是:只要微粒足夠小。溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。觀察到
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