適用于老高考舊教材廣西專版2023屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第三部分題型三計算題課件

題型三計算題第三部分內(nèi)容索引0102題型剖析?策略指導(dǎo)熱點題型?分類例析題型剖析?策略指導(dǎo)【題型分析】

計算題文字?jǐn)⑹隽恳话爿^大,往往涉及多個物理過程;所給物理情境較復(fù)雜,涉及的物理模型較多且不明顯,甚至很隱蔽;要運用較多的物理規(guī)律進行論證或計算才能求得結(jié)論;題目的分值也較重。高考中的計算題考點相對固定,主要有以下幾個方面:①勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用;②用動力學(xué)和能量觀點處理多過程問題;③帶電粒子在電場、磁場或復(fù)合場中的運動;④運用動力學(xué)和能量觀點分析電磁感應(yīng)問題?！驹龇植呗浴?/p>

一、審題要慢,答題要快只有認(rèn)真審題,透徹理解命題的意圖、試題給定的物理情境、各物理量間的對應(yīng)關(guān)系、物理過程所遵循的物理規(guī)律,才能快速正確答題。所謂審題要慢,就是要仔細(xì),要審?fù)?關(guān)鍵的詞句理解要到位,能夠深入挖掘試題的條件,提取解題所需要的相關(guān)信息,排除干擾因素。要做到這些,必須通讀試題,對于括號內(nèi)的內(nèi)容,千萬不要忽視。二、建立模型,總體把握建模是解題過程中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),無論是簡單問題還是復(fù)雜問題,都需要正確建立模型。建?？梢詮摹皵?shù)、形、鏈”三個方面進行。所謂“數(shù)”即物理量,可以是具體數(shù)據(jù),也可以是符號;所謂“形”,就是將題設(shè)物理情境以圖形的形式呈現(xiàn)出來;所謂“鏈”,即情境鏈接和條件關(guān)聯(lián)。情境鏈接就是將物理情境分解成各個物理子過程,并將這些子過程由“數(shù)、形”有機地鏈接起來,條件關(guān)聯(lián)即“數(shù)”間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條件關(guān)聯(lián)等?！皵?shù)、形、鏈”三位一體,三維建模,一般分三步:1.分析和分解物理過程,確定不同過程的初、末狀態(tài),將狀態(tài)量與過程量對應(yīng)起來。2.畫出關(guān)聯(lián)整個物理過程的思維導(dǎo)圖,對于物體的運動和相互作用過程,直接畫出運動過程草圖。3.在圖上標(biāo)出物理過程和對應(yīng)的物理量,建立情境鏈接和條件關(guān)聯(lián),完成情境模型。三、必要的文字說明必要的文字說明的目的是說明物理過程和答題依據(jù),應(yīng)該從以下幾個方面考慮:1.說明研究對象(個體或系統(tǒng),尤其是要用整體法和隔離法相結(jié)合求解的題目,一定要注意研究對象的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化問題)。2.畫出受力分析圖、電路圖、光路圖或運動過程的示意圖。3.說明所設(shè)字母的物理意義。4.說明規(guī)定的正方向、零勢能點(面)。5.說明題目中的隱含條件、臨界條件。6.說明所列方程的依據(jù)、名稱及對應(yīng)的物理過程或物理狀態(tài)。7.說明所求結(jié)果的物理意義(有時需要討論分析)。四、要有必要的方程式物理方程式是表達(dá)的主體,如何寫出,要重點注意以下幾點:1.寫出的方程式(這是評分依據(jù))必須是最基本的,不能以變形的結(jié)果式代替方程式(這是相當(dāng)多的考生所忽視的)。如帶電粒子在勻強磁場中運動2.先寫表達(dá)式,后統(tǒng)一代入數(shù)值運算。3.保持方程形式,不要用連等式,不斷地“續(xù)”進一些內(nèi)容。4.方程式用到多個的,應(yīng)分式布列(分步得分),不要合寫一式,以免一錯而導(dǎo)致全錯,對各方程式最好能編號。五、要有必要的演算過程及明確的結(jié)果1.演算時一般先進行推導(dǎo)運算,從列出的一系列方程推導(dǎo)出結(jié)果的表達(dá)式,最后代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果。這樣既有利于減輕運算負(fù)擔(dān),又有利于一般規(guī)律的發(fā)現(xiàn),同時也能避免中間環(huán)節(jié)運算錯誤,導(dǎo)致整個運算過程全部錯誤。2.數(shù)據(jù)的書寫一般要用科學(xué)記數(shù)法。3.計算結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)根據(jù)題意確定,一般應(yīng)與題目中的數(shù)據(jù)相近,取兩位或三位即可。如有特殊要求,應(yīng)按要求確定。4.計算結(jié)果是數(shù)據(jù)的要有單位,若結(jié)果是字母符號的不用帶單位。六、解題過程中的小竅門1.“代入數(shù)據(jù)”解方程的具體過程,可以不寫出。2.所涉及的幾何關(guān)系只需寫出判斷結(jié)果而不必證明。3.重要結(jié)論的文字表述要寫出來。4.所求的方程若有多個解,都要寫出來,然后通過討論,舍去不符合條件的。5.數(shù)字相乘時,數(shù)字之間不要用“·”,而應(yīng)用“×”進行連接;相除時也不要用“÷”,而應(yīng)用分式。七、使用各種字母符號要規(guī)范1.字母符號要書寫清楚、規(guī)范,忌字跡潦草。閱卷時因為“v、r、ν”不分,“M、m”或“L、l”大小寫不分,“G”的手寫體像“a”,希臘字母“ρ、μ、β、η”筆順或形狀不對而被扣分也屢見不鮮。2.尊重題目所給定的符號,一定不要再另立符號。如題目給出半徑是r,若寫成R就算錯。3.一個字母在一個題目中只能用來表示一個物理量,忌一字母多用;一個物理量在同一題中不能有多個符號,以免混淆。4.尊重習(xí)慣用法。如拉力用F,摩擦力用Ff表示,閱卷人一看便明白,如果用反了就會帶來誤解。5.角標(biāo)要講究。角標(biāo)的位置應(yīng)當(dāng)在右下角(表征物理量特點),比字母本身小許多。角標(biāo)的選用亦應(yīng)講究,如通過A點的速度用“vA”就比用“v1”好;通過某相同點的速度,按時間順序第一次用“v1”、第二次用“v2”就很清楚,如果倒置,必然帶來誤解。6.物理量單位的符號源于人名的單位,由單個字母表示的應(yīng)大寫,如庫侖C、亨利H;由兩個字母組成的單位,一般前面的字母用大寫,后面的字母用小寫,如Hz、Wb。八、學(xué)科語言要規(guī)范1.學(xué)科術(shù)語要規(guī)范。如“定律”“定理”“公式”“關(guān)系”“定則”等詞要準(zhǔn)確,不要有“牛頓運動定理”“動能定律”“四邊形公式”“油標(biāo)卡尺”等錯誤說法。2.語言要富有學(xué)科特色。如在有圖示的坐標(biāo)系中將某方向說成“西南方向”“南偏西45°”“向左下方”等均是不規(guī)范的,應(yīng)說成“與x軸正方向的夾角為135°”或“如圖所示”等。九、繪制圖形、圖像要清晰、準(zhǔn)確1.必須用鉛筆(便于修改)、圓規(guī)、刻度尺、三角板繪制,反對隨心所欲徒手畫。2.畫出的示意圖(受力分析圖、電路圖、光路圖、運動過程圖等)應(yīng)大致能反映有關(guān)量的關(guān)系,圖文要對應(yīng)。3.畫函數(shù)圖像時,要畫好坐標(biāo)原點和坐標(biāo)軸上的箭頭,標(biāo)好物理量的符號、單位及坐標(biāo)軸上的數(shù)據(jù)。熱點題型?分類例析一、力學(xué)計算題熱點例析一、牛頓運動定律、運動學(xué)公式、受力分析與數(shù)學(xué)知識的綜合應(yīng)用例1如圖所示,一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊,以v0=2m/s的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力F作用下,沿粗糙斜面向上做勻加速運動,經(jīng)t=2s的時間物塊由A點運動到B點,到達(dá)B點的速度為8m/s,已知斜面傾角θ=30°,重力加速度g取10m/s2。(1)求物塊加速度的大小及A、B間的距離。(2)若拉力F與水平面夾角為60°時,所用拉力為N,則動摩擦因數(shù)為多大?(2)設(shè)物塊所受支持力為FN,所受摩擦力為Ff,拉力與斜面間的夾角為α,受力分析如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系α=60°-θ=30°由牛頓第二定律得Fcos

α-mgsin

θ-Ff=maFsin

α+FN-mgcos

θ=0Ff=μFN技巧點撥牛頓運動定律的兩類動力學(xué)問題,實際上就是力和運動關(guān)系的問題。當(dāng)知道了物體的受力情況,就可以根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,進而結(jié)合物體的初始條件確定它做什么運動;當(dāng)知道了物體的運動情況,根據(jù)運動學(xué)公式求出加速度,再根據(jù)牛頓運動定律求出物體受的力。可見加速度是十分關(guān)鍵的物理量。二、動力學(xué)和能量轉(zhuǎn)化與守恒的綜合應(yīng)用例2如圖所示,一根輕繩繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪,兩端分別連接物塊A和B,B的下面通過輕繩連接物塊C,A鎖定在地面上。已知B和C的質(zhì)量均為m,A的質(zhì)量為

m,B和C之間的輕繩長度為l,初始時C離地的高度也為l?，F(xiàn)解除對A的鎖定,物塊開始運動。設(shè)物塊可視為質(zhì)點,落地后不反彈。重力加速度大小為g。求:(1)A剛上升時的加速度大小a;(2)A上升過程的最大速度大小vm;(3)A離地的最大高度H。解析:

(1)解除對A的鎖定后,A加速上升,B和C加速下降,加速度a大小相等,設(shè)輕繩對A和B的拉力大小為FT,由牛頓第二定律得(2)當(dāng)物塊C剛著地時,A的速度最大。從A剛開始上升到C剛著地的過程,由機械能守恒定律得(3)設(shè)C落地后A繼續(xù)上升h時速度為零,此時B未觸C,A和B組成的系統(tǒng)滿足技巧點撥(1)分析物體在每段運動過程中的受力特點和運動特點,從而分析出物體在運動中遵循的規(guī)律。在應(yīng)用動能定理解題時首先要弄清物體的受力情況和做功情況。(2)應(yīng)用動能定理列式時要注意運動過程的選取,可以全過程列式,也可以分過程列式。拓展訓(xùn)練輕質(zhì)彈簧原長為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)

μ=0.5。用外力推動物塊P,將彈簧壓縮至長度l,然后放開,P開始沿軌道運動,重力加速度大小為g。(1)若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)B點時速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點之間的距離。(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P的質(zhì)量的取值范圍。解析:

(1)依題意,當(dāng)彈簧豎直放置,長度被壓縮至l時,質(zhì)量為5m的物體的動能為零,其重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。由機械能守恒定律,彈簧長度為l時的彈性勢能為Ep=5mgl①設(shè)P的質(zhì)量為m',到達(dá)B點時的速度大小為vB,由能量守恒定律得若P能沿圓軌道運動到D點,其到達(dá)D點時的向心力不能小于重力,即P此

P落回到AB上的位置與B點之間的距離為s=vDt⑧

(2)為使P能滑上圓軌道,它到達(dá)B點時的速度應(yīng)大于零。由①②式可知5mgl>μm'g·4l⑩要使P仍能沿圓軌道滑回,P在圓軌道的上升高度不能超過半圓軌道的中點三、動量守恒定律在動力學(xué)中的綜合應(yīng)用例3(2021·天津薊州第一中學(xué)高三月考)2022年冬奧會在北京舉辦,為助力冬奧,我國自主研發(fā)了一款“人體高速彈射裝置”,在裝置協(xié)助下,只需幾秒一名滑冰運動員就能從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到指定速度?，F(xiàn)有一質(zhì)量m甲=75kg的運動員甲在彈射裝置協(xié)助下,通過加速段后獲得一定初速度,勻速通過變道段后,進入半徑為R=10m的彎道。假設(shè)在過彎道時冰刀與冰面彎道處的接觸點如放大圖所示,可認(rèn)為冰面對人的彈力沿身體方向,身體與冰面的夾角θ=45°,忽略冰面對選手的一切摩擦力,g取10m/s2。(1)求此時運動員轉(zhuǎn)彎的速度v0及彈射裝置對運動員做的功W。(2)根據(jù)第(1)問的數(shù)據(jù),運動員甲獲得上述初速度后,與速度為v乙=2m/s的運動員乙發(fā)生碰撞完成接力,相互作用后甲速度減為v甲'=2m/s,方向不變。已知運動員乙的質(zhì)量為m乙=60kg。求在此過程中兩位運動員增加的動能ΔE。答案:

(1)10m/s

3750J

(2)600J規(guī)律方法

靈活運用動量守恒定律解決問題1.分析題意,明確研究系統(tǒng)。2.分析系統(tǒng)的受力情況,判斷系統(tǒng)動量是否守恒。3.規(guī)定正方向,確定系統(tǒng)的始末狀態(tài)動量的大小及方向。注意:在研究地面上物體間相互作用的過程時,各物體運動的速度一般取地面為參考系。4.根據(jù)動量守恒定律列方程求解。5.對求解的結(jié)果加以分析、驗證和說明。二、電磁學(xué)計算題熱點例析一、帶電粒子在電磁場中的運動例1如圖所示,兩個同心圓,半徑分別為r和2r,在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。圓心O處有一放射源,放出粒子的質(zhì)量為m、電荷量為-q,假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行。(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向,初速度方向與OA間夾角為60°,要想使該粒子經(jīng)過勻強磁場后第一次通過A點,則初速度的大小是多少?(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域,則粒子的初速度不能超過多少?甲

(2)如圖乙所示,設(shè)粒子軌跡與磁場外邊界相切時,粒子在磁場中的軌跡半徑為R2,乙

技巧點撥(1)判定洛倫茲力的方向用左手定則,特別注意是負(fù)電荷的情況。(2)根據(jù)題意,認(rèn)真審題,確定圓心和半徑,畫出軌跡示意圖。(3)確定半徑的方法:作出輔助線,構(gòu)成直角三角形,利用勾股定理或函數(shù)關(guān)系進行求解。例2(2021·四川高三二模)現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運動。如圖所示的xOy平面內(nèi),y軸左側(cè)y<d的區(qū)域內(nèi)有一沿x軸正方向的勻強電場,電場強度為E=。在y軸右側(cè)相鄰并排著兩個寬度為d的勻強磁場,磁場Ⅰ、Ⅱ的磁感應(yīng)強度分別為B1=B、B2=2B,方向都垂直于平面向內(nèi)。現(xiàn)有一可在x軸負(fù)半軸上移動的粒子源,能釋放不計初速度、質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,不計粒子重力及粒子間相互作用。(1)若粒子源在距O點x0處的A點釋放粒子,求該粒子在磁場Ⅰ內(nèi)做圓周運動的軌跡半徑。(2)若某粒子恰好不從磁場Ⅱ的右邊界射出,求粒子源釋放該粒子時距O點的距離。(3)若粒子源在距O點d至9d范圍內(nèi)均勻釋放粒子,求y軸上y>0區(qū)域有粒子通過的范圍。(2)粒子在兩磁場區(qū)運動的軌跡如圖。設(shè)粒子在磁場Ⅰ、Ⅱ區(qū)域運動的軌道半徑分別為r1'、r2',∠OO1C=θ,有d=r2'(1-sin

θ)恰好不從磁場Ⅰ的右邊界射出,粒子再次回到y(tǒng)軸時的坐標(biāo)為y1=2r1″=2d在x=-9d處釋放的粒子恰好不從磁場Ⅱ的右邊界射出,粒子再次回到y(tǒng)軸時技巧點撥解決帶電粒子在復(fù)合場中運動問題的突破口是合理選取研究過程,應(yīng)用運動學(xué)公式和動力學(xué)公式求解。拓展訓(xùn)練1如圖甲所示,位于M板處的粒子源可以不斷產(chǎn)生初速度為零的電子,電子在MN板間被加速,MN板間所加電壓按圖乙所示規(guī)律變化。t=0時,UNM=U0,電子射出后從坐標(biāo)原點O進入x軸上方一垂直紙面向外的有界勻強磁場區(qū)域。發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)后沿y軸負(fù)方向射出有界磁場打到x軸下方水平放置的熒光屏上。N板到y(tǒng)軸、熒光屏到x軸的距離均為l。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為-e(e>0),磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。忽略電子在板間被加速的時間,認(rèn)為電子在MN板間運動過程中板間電壓不變,不考慮電子運動過程中的相互作用。(1)求t=0時刻從N板射出的電子在磁場中運動的半徑大小。(2)求電子在t=0時刻從N板射出到打到熒光屏所經(jīng)歷的時間。(3)為使0~2t0時間內(nèi)從MN板間射出的電子均能發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)垂直打在熒光屏上,試求所加磁場區(qū)域的最小面積。甲

乙

(2)t=0時刻從N板射出的電子的運動軌跡如圖所示,到達(dá)原點O經(jīng)歷的時間

二、應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點處理電磁感應(yīng)問題例3如圖所示,通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框,為了檢測出個別未閉合的不合格線框,讓線框隨傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域(磁場方向垂直于傳送帶平面向下),觀察線框進入磁場后是否相對傳送帶滑動就能夠檢測出未閉合的不合格線框。已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運動方向垂直,MN與PQ間的距離為d,磁場的磁感應(yīng)強度為B。各線框質(zhì)量均為m,電阻均為R,邊長均為l(l<d);傳送帶以恒定速度v0向右運動,線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。線框在進入磁場前與傳送帶的速度相同,其右側(cè)邊平行于MN進入磁場,當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長,且在傳送帶上線框始終保持右側(cè)邊平行于磁場邊界。對于閉合線框,求:(1)線框的右側(cè)邊剛進入磁場時所受安培力的大小;(2)線框在進入磁場的過程中運動加速度的最大值以及速度的最小值;(3)從線框右側(cè)邊剛進入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中,傳送帶對該閉合銅線框做的功。解析:

(1)閉合銅線框右側(cè)邊剛進入磁場時產(chǎn)生的電動勢E=Blv0

(2)線框以速度v0進入磁場,在進入磁場的過程中,受安培力而減速運動;進入磁場后,在摩擦力作用下加速運動,當(dāng)其右側(cè)邊到達(dá)PQ時速度又恰好等于v0。因此,線框右側(cè)邊剛進入磁場時,所受安培力最大,加速度最大,設(shè)為amax;線框全部進入磁場的瞬間速度最小,設(shè)此時線框的速度為vmin。線框右側(cè)邊剛進入磁場時,根據(jù)牛頓第二定律有F-μmg=mamax(3)線框從右側(cè)邊進入磁場到運動至磁場邊界PQ的過程中線框受摩擦力Ff=μmg由功的公式WFf1=Ffd解得

WFf1=μmgd閉合線框出磁場與進入磁場的受力情況相同,則閉合線框完全從磁場出來的瞬間速度為v;在線框完全出磁場后到與傳送帶速度相同的過程中,設(shè)其位移為x解得x=d-l閉合線框從其右側(cè)邊剛出磁場到與傳送帶共速的過程中位移x'=x+l=d在此過程中摩擦力做功WFf2=μmgd因此,閉合銅線框從剛進入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中,傳送帶對閉合銅線框做的功W=

WFf1+WFf2=2μmgd。技巧點撥解決這類問題的基本方法:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。(2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。(3)分析導(dǎo)體機械能的變化,用能量守恒得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。(4)感應(yīng)電路中的功能關(guān)系分析:②功是能量轉(zhuǎn)化的量度:“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;同理,安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為