廣東高考物理計(jì)算題常見基本模型概述

1、廣東高考物理計(jì)算題常見基本模型概述摘要：廣東高考自2010年改革以來，考查的知識面更廣，對考生的綜合素質(zhì)要求更高。理科生除語文、數(shù)學(xué)、英語之外，還要精通物理、化學(xué)、生物（理科大綜合）才能考上理想的大學(xué)。而理科大綜合有以下三個特點(diǎn)：1、考查范圍廣；2、考查時間有限；3、考查的內(nèi)容以各科的基礎(chǔ)知識為主。廣大考生在備考過程中要抓住特點(diǎn)，做到有的放矢，這樣才能事半功倍。關(guān)鍵詞：廣東高考；理科綜合；物理計(jì)算題。就物理的計(jì)算題部分，筆者經(jīng)總結(jié)發(fā)現(xiàn)有以下特點(diǎn)：1、考查的方向基本固定。一道動力學(xué)綜合題和一道電磁綜合題。2、考查的內(nèi)容以基本的模型為主。比如平拋或類平拋運(yùn)動、豎直面的圓周運(yùn)動、帶電粒子在電場中的運(yùn)

2、動、通電直導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動以及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，另外還有涉及彈簧或碰撞的一些模型。3、考查的知識點(diǎn)基本固定。動力學(xué)部分主要考察牛頓第二定律、能量及動量守恒，電磁部分主要考察帶電粒子在電場中的運(yùn)動（加速或偏轉(zhuǎn)）、帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)以及法拉第電磁感應(yīng)定律?，F(xiàn)在筆者和大家一起探討一下物理計(jì)算題中的一些常見基本模型。1、 平拋或類平拋運(yùn)動模型在正交的兩個方向上，一個方向上做勻速直線運(yùn)動，另一個方向上做初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡凹向合力的方向，如圖一所示。 若只受重力作用，則為平拋運(yùn)動，其加速度，若非只受重力作用，則為類平拋運(yùn)動，此時要用牛頓第二定律求得加速度。1、求運(yùn)動時間t

3、或初速度V0的方程。類平拋：平拋：2、知初速度V0及速度偏轉(zhuǎn)角，求豎直分速度及末速度的方程，如圖二所示。 二、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動模型豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動考查的主要是非勻速圓周運(yùn)動，考查的位置是最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，考查的內(nèi)容和方法主要有以下幾個：1、物體恰能上到最高點(diǎn)，求此時物體在最高點(diǎn)的速度的方程。物體在最高點(diǎn)時由牛頓第二定律得。2、物體在光滑的圓弧內(nèi)從離最低點(diǎn)高處由靜止下滑，求物體到達(dá)最低點(diǎn)時對軌道的壓力的方程，如圖三所示。由動能定理求最低點(diǎn)速度：，解得；由牛頓第二定律得：，解得；由牛頓第三定律得物體對軌道的壓力。3、 知最低點(diǎn)速度，判斷物體能否上到最高點(diǎn)或是否可以做完整的圓周運(yùn)動的方程。方法一：

4、比較最高點(diǎn)的速度由牛頓第二定律求得物體在最高點(diǎn)所需的最小速度；假設(shè)物體能上到最高點(diǎn)，由動能定理求得物體以速度從最低點(diǎn)上到最高點(diǎn)的速度；若，則物體能上到最高點(diǎn)或可以做完整的圓周運(yùn)動。否則不能。方法二：比較最高低的速度由牛頓第二定律求得物體在最高點(diǎn)所需的最小速度；由動能定理求物體以速度從最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)的速度；若，則物體能上到最高點(diǎn)或可以做完整的圓周運(yùn)動。否則不能。3、 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動模型1、帶電粒子在電場中由靜止釋放（初速度）或帶電粒子初速度方向與電場方向在同一直線上（初速度），則帶電粒子做直線運(yùn)動，如圖四所示。 由動能定理可求得帶電粒子到達(dá)電場末端的速度。2、 帶電粒子以初速度垂直

5、電場方向射入電場，帶電粒子在其中做類平拋運(yùn)動，如圖五所示。 ；。綜合以上各式可求得類平拋運(yùn)動的相關(guān)物理量。由動能定理求帶電粒子到達(dá)下極板或離開電場的速度。4、 電磁感應(yīng)與電場綜合模型1、 求感應(yīng)電動勢的方程。導(dǎo)體切割型，如圖六所示。 感應(yīng)電動勢。磁通量變化模型，如圖七所示。感應(yīng)電動勢。注意：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢部分的導(dǎo)體起到電源的作用，因此該部分導(dǎo)體的電流從低電勢流向高電勢(電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極)。2、求解導(dǎo)體切割型中的安培力方程，則。3、電磁感應(yīng)與電場綜合方程 圖八的板間電壓，圖九的板間電壓。帶電體在板間所受電場力(將上述求得的U代入即可)。5、 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的模型帶電粒子以初速度V

6、0垂直進(jìn)入磁場，在磁場中僅受洛侖茲力，作勻速圓周運(yùn)動，洛侖茲力提供向心力。1、 知初速度V0，求圓周運(yùn)動的半徑R。 2、若求初速度V0，則需要利用幾何關(guān)系求圓周運(yùn)動的半徑R（方法：畫軌跡確定圓心應(yīng)用三角函數(shù)）。例如知道帶電粒子進(jìn)入磁場區(qū)域的速度方向和離開磁場區(qū)域的速度方向，求帶電粒子作圓周運(yùn)動的半徑R。 如圖十，由幾何關(guān)系求得3、 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間應(yīng)用幾何關(guān)系求出帶電粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓弧所對應(yīng)的圓心角，如圖十中的；求出帶電粒子在磁場中作圓周運(yùn)動的周期T；，而，則帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間或下面，我們通過對2012年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(廣東卷)中的35題進(jìn)行分析，講解如何通

7、過以上模型進(jìn)行解題。如圖十一所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。(1)調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過棒的電流I及棒的速率v。(2)改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的Rx。這是典型的電磁感應(yīng)與電場綜合的題目。（1）中求解棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，通過棒的電流I及棒的速率v。由受力分析及平衡狀態(tài)可列方程，故此求解該問題的實(shí)質(zhì)就是安培力。我們應(yīng)用模型四中的第2點(diǎn)：求解導(dǎo)體切割型中的安培力方程，則。結(jié)合上述受力分析的方程即可解。（2） 中求解棒沿導(dǎo)軌勻速下滑的同時，微粒勻速通過金屬板時的Rx。對棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，同樣列上面的方程，則，而。對微粒勻速通過金屬板，由受力分析及平衡狀態(tài)可列方程，故此求解該問題的實(shí)質(zhì)就是電場力。我們應(yīng)用模型四中的第3點(diǎn)：電磁感應(yīng)與電場綜合