高考二輪復(fù)習(xí)物理課件（新高考新教材）第三編高考關(guān)鍵能力專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)三推理論證能力

專(zhuān)項(xiàng)三推理論證能力能力概述《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》將所考查的素質(zhì)教育目標(biāo)提煉為“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”四層內(nèi)容。其中的關(guān)鍵能力包含了三個(gè)方面的關(guān)鍵能力群:知識(shí)獲取能力群、實(shí)踐操作能力群和思維認(rèn)知能力群,推理論證就是思維認(rèn)知能力群里的重要一項(xiàng)。推理可以分為歸納推理、演繹推理、類(lèi)比推理、分析與綜合四大類(lèi)。能力剖析一、歸納推理歸納推理是一種由個(gè)別到一般的推理方法。它通過(guò)許多個(gè)別的事例,歸納出它們所共有的特性,從而得出一個(gè)一般性的結(jié)論。歸納法可以先舉事例再歸納結(jié)論,即我們通常所說(shuō)的歸納法,歸納法是從個(gè)別性知識(shí),引出一般性知識(shí)的推理,是由已知真的前提,引出可能真的結(jié)論。應(yīng)用歸納推理解決物理問(wèn)題的一般流程如下圖:分析物理過(guò)程(確定是重復(fù)性多過(guò)程運(yùn)動(dòng),即歸納法可用)→選擇物理規(guī)律(根據(jù)題目給定的運(yùn)動(dòng)條件,確定解題的物理規(guī)律)→逐段定量計(jì)算(利用規(guī)律搜集個(gè)別階段的結(jié)果,一般取前三段)→得出一般結(jié)論(由個(gè)別到一般,完成歸納推理過(guò)程)→解決具體問(wèn)題(根據(jù)題目要求完成對(duì)題目的解答)典例示范1(多選)(2020全國(guó)Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的豎直擋板。一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上,他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板,運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,追上運(yùn)動(dòng)員時(shí),運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞?？偣步?jīng)過(guò)8次這樣推物塊后,運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0m/s,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員。不計(jì)冰面的摩擦力,該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為(

)A.48kg

B.53kgC.58kg D.63kgBC解析

[解法一]應(yīng)用動(dòng)量守恒定律(詳見(jiàn)[歸納推理])[解法二]應(yīng)用動(dòng)量定理物塊與運(yùn)動(dòng)員作用過(guò)程中,對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理,以第二次作用前物塊運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较虻谝淮?

I1=-mv0-0第二次:I2

=-mv0-mv0=-2mv0第三次:I3=-mv0-mv0=-2mv0……第n次:In=-mv0-mv0=-2mv0n次作用后,運(yùn)動(dòng)員對(duì)物塊的總沖量為I=

I1+

I2+

I3+…+

In=-(2n-1)mv0物塊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量與運(yùn)動(dòng)員對(duì)物塊的沖量等大反向所以物塊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為I'=

(2n-1)mv0對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)用動(dòng)量定理I'=

m0vn根據(jù)題意,運(yùn)動(dòng)員的速度需滿(mǎn)足v7<5.0

m/s和v8>5.0

m/s由v7<5.0

m/s可得m0>52

kg由v8>5.0

m/s可得m0<60

kg所以運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量范圍為52

kg<m0<60

kg?！練w納推理】

分析過(guò)程運(yùn)動(dòng)員推開(kāi)物塊后,物塊經(jīng)擋板反彈會(huì)追上運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)員再次將其推開(kāi),如此反復(fù),符合重復(fù)性多過(guò)程運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)選擇規(guī)律冰面水平且不計(jì)摩擦力,因此,在運(yùn)動(dòng)員推開(kāi)物塊的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,可用動(dòng)量守恒定律解題解決問(wèn)題第8次推物塊之前,物塊能追上運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)員的速度需滿(mǎn)足v7<5.0

m/s;第8次推物塊之后,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)員的速度需滿(mǎn)足v8>5.0

m/s。由v7<5.0

m/s可得m0>52

kg,由v8>5.0

m/s可得m0<60

kg,所以運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量范圍為52

kg<m0<60

kg二、演繹推理演繹推理,就是從一般性的前提出發(fā),通過(guò)推導(dǎo)即“演繹”,得出具體陳述或個(gè)別結(jié)論的過(guò)程。演繹推理有三段論、假言推理、選言推理、關(guān)系推理等形式。三段論是演繹推理的一般模式,包含三個(gè)部分:大前提——已知的一般原理,小前提——所研究的特殊情況,結(jié)論——根據(jù)一般原理,對(duì)特殊情況作出判斷。典例示范2(2021全國(guó)甲卷)如圖所示,將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處,上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié),使平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊從平板與豎直桿的交點(diǎn)Q處由靜止釋放,物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若θ由30°逐漸增大至60°,物塊的下滑時(shí)間t將(

)A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大D解析

受力分析如圖所示:思維流程如下:【演繹推理】

三、類(lèi)比推理類(lèi)比推理法是指將兩個(gè)(或兩類(lèi))研究對(duì)象進(jìn)行對(duì)比,分析它們的相同或相似之處、相互的聯(lián)系或所遵循的規(guī)律,然后根據(jù)它們?cè)谀承┓矫嬗邢嗤蛳嗨频膶傩?進(jìn)一步推斷它們?cè)谄渌矫嬉部赡苡邢嗤蛳嗨频膶傩缘囊环N思維方法。類(lèi)比推理的模式表示如下:X對(duì)象具有屬性a、b、c,另有屬性d,X'對(duì)象具有屬性a、b、c,推理:X'對(duì)象可能也有屬性d。在處理一些物理背景很新穎的題目時(shí),可以嘗試著使用這種方法。典例示范3(2021北京卷)類(lèi)比是研究問(wèn)題的常用方法。(1)情境1:物體從靜止開(kāi)始下落,除受到重力作用外,還受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力Ff=kv(k為常量)的作用。其速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方程G-kv=m(①式)描述,其中m為物體質(zhì)量,G為其重力。求物體下落的最大速率vm。(2)情境2:如圖甲所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,線(xiàn)圈自感系數(shù)為L(zhǎng),電路中的總電阻為R。閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律類(lèi)似。類(lèi)比①式,寫(xiě)出電流I隨時(shí)間t變化的方程,并在圖乙中定性畫(huà)出I-t圖線(xiàn)。(3)類(lèi)比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況,完成下表。

情境1情境2物體重力勢(shì)能的減少量

物體動(dòng)能的增加量

電阻R上消耗的電能解析

(1)當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度vm時(shí),G=kvm如圖所示

(3)情境1情境2物體重力勢(shì)能的減少量電源提供的電能物體動(dòng)能的增加量線(xiàn)圈磁場(chǎng)能的增加量克服阻力做功消耗的機(jī)械能電阻R上消耗的電能【類(lèi)比推理】

(3)利用類(lèi)比推理可得:情境1情境2物體重力勢(shì)能的減少量電源提供的電能物體動(dòng)能的增加量線(xiàn)圈磁場(chǎng)能的增加量克服阻力做功消耗的機(jī)械能電阻R上消耗的電能四、分析與綜合分析與綜合能力的要求是:能夠獨(dú)立地對(duì)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行具體分析,弄清其中的物理狀態(tài)、物理過(guò)程和物理情境,找出其中起重要作用的因素及有關(guān)條件;能夠把一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題分解為若干較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,找出它們之間的聯(lián)系;能夠理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用物理知識(shí)綜合解決所遇到的問(wèn)題。(1)在處理物理問(wèn)題時(shí),要對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,弄清所給問(wèn)題中的物理狀態(tài)、過(guò)程和情境,找出對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生影響的各種因素,區(qū)別各因素的地位和作用。不僅對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題需要這樣做,對(duì)較簡(jiǎn)單的問(wèn)題也需要這樣做,只有分析清楚,才能得出正確答案。(2)對(duì)于比較復(fù)雜的問(wèn)題,首先要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體分析,分析清楚與問(wèn)題有關(guān)的各個(gè)方面,找出它們之間的聯(lián)系;要能夠把復(fù)雜的問(wèn)題分解成若干簡(jiǎn)單的問(wèn)題;然后綜合應(yīng)用多方面的知識(shí)和可利用的方法解決遇到的問(wèn)題。典例示范4(多選)(2022全國(guó)乙卷)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開(kāi)始在水平地面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零B.6s時(shí)物塊回到初始位置C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD.0~6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40JAD解析

設(shè)F0=4

N,物塊與地面間的摩擦力大小為Ff=μmg=2

N,0~3

s內(nèi)對(duì)物塊由動(dòng)量定理可知(F0-Ff)t1=mv3,解得v3=6

m/s,3

s時(shí)物塊的動(dòng)量為p=mv3=6

kg·m/s,故C錯(cuò)誤;設(shè)3

s后經(jīng)過(guò)時(shí)間t物塊的速度減為0,由動(dòng)量定理可得-(F0+Ff)t=0-mv3,解得t=1

s,所以物塊在4

s時(shí)速度減為0,此時(shí)物塊的動(dòng)能也為0,故A正確;設(shè)0~3

s內(nèi)物塊的位移大小為x1,由動(dòng)能定理可得(F0-Ff)x1到初始位置,故B錯(cuò)誤;0~3

s內(nèi)物塊的位移大小為x1,3~6

s內(nèi)物塊的位移大小為x3-x2,故0~6

s內(nèi)拉力所做的功為W=F0x1+F0(x3-x2)=40

J,故D正確?！痉治雠c綜合】根據(jù)題目選項(xiàng),本題可以分別研究0~3

s、3~4

s、4~6

s的運(yùn)動(dòng)情況,再綜合分析物塊0~6

s