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課件28張PPT。物理培優課件v0遂平一高
沈興河高考物理壓軸題
求解思路 高考物理壓軸題具有對考生的閱讀理解能力、綜合分析能力、應用數學知識解決物理問題能力等多項能力的考查功能，在高考中有著舉足輕重的作用．物理壓軸題往往含有多個物理過程或具有多個研究對象，需要應用多個物理概念和規律進行求解,難度較大. 從知識體系來劃分，可分為力學綜合題、電學綜合題或力、電、熱學綜合題、電、光、原子物理綜合題等, 其中的力學綜合題與電學綜合題，在物理試卷中占有重要地位． 力學綜合題包含兩大方面的規律：一是物體受力的規律，二是物體運動的規律．物體的運動情況是由它的初始條件及它的受力情況決定的，由于力有三種作用效果：①力的瞬時作用效果——使物體產生形變或產生加速度；②力對時間的積累效果——沖量；③力對空間的積累效果——功,所以,加速度、沖量和功就是聯系力和運動的三座橋梁,與上述三座橋梁相關的物理知識有牛頓運動定律、動量知識(包括動量定理和動量守恒定理)、機械能知識(包括動能定理和機械能守恒定律)．力學綜合題注重考查物理學中的兩個重要觀點——動量、能量,要求考生有扎實的基礎知識和良好的解題思維，能夠進行正確的受力分析和運動分析，解題的關鍵是要理清物理情景中出現的“過程”、“狀態”。一、力學綜合題的求解思路【例1】如圖所示，質量M = 4kg的木板AB靜止放在光滑水平面上，木板右端B點固定著一根輕質彈簧，彈簧自由端在C點，C到木板左端的距離L = 0.5m ，質量為m = 1kg的小木塊(可視為質點)靜止在木板的左端，其與木板間的動摩擦因數μ= 0.2 ．木板AB受到水平向左F = 14N的恒力，作用時間t后撤去，恒力F撤去時小木塊恰好到達彈簧的自由端C處，此后的運動過程中彈簧的最大壓縮量x = 5cm ,取g =10 m／s2　．試求：
(1)水平恒力F作用的時間；
(2)木塊壓縮彈簧的最大彈性勢能；
(3)整個運動過程中系統產生的熱量。 解析：(1)木板向左做初速度為零的勻加速運動，而小木塊在摩擦力f =μmg 的作用下也做初速度為零的勻加速運動，M 、m的加速度為a1 、a2 ，由牛頓第二定律有a1 =F–μmg /M =3m/s2 ,
a2 = μmg /m =2m/s2 撤去F時，木塊剛好運動到C處，由運動學公式得 解上面各式得 (2)撤去恒力F時，M 、m 的速度分別為v1 、v2 ，
由運動學的公式有v1 = a1t = 3m/s ，
v2 = a2t = 2m/s , 此時，因M的速度大于m的速度，彈簧被壓縮,小木塊m向左繼續加速，木板M減速，當它們具有的共同速度設為v時，彈簧彈性勢能最大，設為EP ，
將木塊和木板視為系統，規定向左為正方向，系統動量守恒，則有Mv1 + mv2 =(M +m)v ,
系統從撤力F后到其有共同速度，由能量守恒有 由以上各式得: 彈簧的最大彈性勢能EP = 0.3 J。
(3)設小木塊相對木板向左滑動離開彈簧后又能達到的共同速度為v’，相對向左滑動的距離為s ，
由動量守恒得 (M +m)v =(M +m)v', 得v’=v ,
由能量守恒得 代入數據得: s = 0.15m , 由于x + L > s，且s > x ，故假設成立,
所以整個運動過程系統產生的熱量
Q =μmg(L +x +s) =1.4 J . 思維點撥：本題研究對象為系統, 運動過程有多個子過程, 涉及許多重要知識點,讀題時可用“慢鏡頭”將運動過程分解為下列幾個子過程:1木板、小木塊作同方向加速運動, 直至小木塊到達彈簧自由端C處,考慮木板、小木塊的位移關系列式,求出F;
2小木塊壓縮彈簧,當木板、小木塊具有相同速度時,彈簧壓縮量最大,即彈性勢能最大,從動量守恒、能量守恒兩個角度分別列式;3之后小木塊彈出滑行,直至木板、小木塊再次有相同速度,再用動量守恒和能量守恒分別列式,求出彈出滑動距離s ，進而求出整個過程中系統產生的熱量.解題時還應弄清狀態,如笫2過程中,列式不能漏掉木塊克服摩擦力消耗的能量, 笫3過程中,求出小木塊彈出滑行s = 0.15m ,還必須判斷一下它是否到達彈簧自由端, 是否彈出木板外等,許多考生往往忽視假設條件是否存在而導致失分. 電磁學包括靜電場、恒定電流、磁場、電磁感應、交變電流和電磁場等方面的知識，研究電場、磁場和它們對電荷的作用，研究的是直流電路及交流電路的有關規律．電磁學中的“場”與“路”的知識既各自獨立，又相互聯系，全部的電磁學問題，以“場”為基礎，進而研究“場”與“路”的關系．二、電學綜合題的求解思路 【例2】如圖所示，平行金屬導軌豎直放置，僅在虛線MN下面的空間內存在著磁感應強度隨高度變化的磁場(在同一水平線上各處磁感應強度相同)，磁場方向垂直紙面向里，導軌上端跨接一定值電阻R ，質量為m的金屬棒兩端套在導軌上并可在導軌上無摩擦滑動, 導軌和金屬棒電阻不計，將導軌從O處由靜止釋放，進入磁場后正好做勻減速運動，剛進入磁場時速度為v ，到達P處時速度為v／2 ，O點和P點到MN的距離相等，求:
(1)求金屬棒在磁場中所受安培力F1的大小；
(2)若已知磁場上邊緣( 緊靠MN )的磁感
應強度為B0 , 求P處磁感應強度BP ；
(3)在金屬棒運動到P處的過程中，
電阻上共產生多少熱量?解析：(1) 金屬棒從O →MN過程棒做自由落體運動
h = v2／2g ,
從MN →P 棒做勻減速運動 由mg – Fl = ma , 得 Fl = mg – ma = 7mg /4 .
(2) 棒從MN →P做勻減速運動，故Fl大小不變． 又 所以 (3) 棒從MN →P產生熱量 思維點撥：近年高考壓軸題往往以導線切割磁感線為背景命題, 電磁感應與力學問題聯系的橋梁是安培力，導線運動與感應電流就有制約關系，分析安培力的變化是解題的關鍵．分析 電磁感應中的電路時，應注意產生感應電動勢的部分相當于電源，該部分導線相當于內電路，解題時需要正確分清內外電路、串并聯關系。分析電磁感應中的能量轉化問題應注意：(1)感應電流受到的安培力總是阻礙相對運動，必須有外力克服安培力做功，此過程中其他能轉化為電能；(2)克服安培力做了多少功，就產生了多少電能, 因此對于電磁感應問題，可以運用能量守恒定律或功能關系列式解決． 力電綜合題往往以帶電粒子在復合場中的運動為背景命題,融合力學、電磁學知識，構思新穎、綜合性強．求解這類綜合題要注意從如下幾方面去把握：
(1)正確分析帶電粒子的受力情況．判斷帶電粒子的重力是否忽略不計,電場力和洛倫茲力的大小和方向怎樣,這些問題都必須根據題意以及各場力的特征作出全面的分析．
(2)正確分析帶電粒子運動情況．要確定帶電粒子做什么運動? 有哪些運動過程? 近年高考試題中最典型的運動狀態有平拋運動和勻速圓周運動等．
(3)善于從功和能的角度分析問題．洛倫茲力不做功,重力和電場力做功與路徑無關，做正功,勢能減小，做負功,勢能增大．
(4)從動量和電量切入問題．對于兩個相互作用的帶電粒子或系統，注意運用動量守恒和電量守恒的思想分析．
(5)靈活運用力學規律．在正確而全面的分析基礎上，畫好必要的受力圖和運動軌跡圖，再根據帶電粒子的運動狀態和過程,靈活地運用平衡條件、牛頓定律、動量守恒定律、功能關系等規律來求解．三、力學和電學綜合題的求解思路【例3】如圖所示，在x > 0的空間中，存在沿x軸方向的勻強電場，電場強度E =10N／C ；在x < 0的空間中，存在垂直xOy平面方向的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T ．一帶負電的粒子( 比荷q／m =160C／kg)在x =0.06m處的d點以v0 = 8m／s的初速度沿y軸正方向開始運動，不計帶電粒子的重力．求：
(1)帶電粒子開始運動后第一
次通過y軸時與y軸的交點距O
點的距離；
(2)帶電粒子進入磁場后經多
長時間返回電場；
(3)帶電粒子運動的周期．解析：(1)對于帶電粒子在電場中的運動有：第一次通過y軸時與y軸的交點到O點的距離 y1 = v0 t ,
將數據代入以上三式解得y1 = 0.069m ．
(2)帶電粒子通過y軸時沿x軸方向的速度 設進入磁場時帶電粒子的速度方向與y軸正
方向的夾角為θθ=60, 所以帶電粒子在磁場中做圓周運動所對應的圓心角α=2θ=120°． 帶電粒子在電磁場中的運動軌跡如右圖所示．帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期在磁場中運動的時間 (3)從開始至第一次到達y軸的時間 從磁場再次回到電場中的過程(未進入笫二周期)是第一次離開電場時的逆運動,
據對稱性因此粒子的運動的周期 思維點撥：解決帶電粒子在磁場中運動的思路：依題意畫出軌跡，再利用幾何知識，確定圓心和半徑．在已知粒子入射方向和出射方向時，可過入射點和出射點作出垂直速度方向的直線，兩直線的交點即圓心，粒子運動的偏轉角即圓心角，借助于圓心角和周期可求出粒子在磁場中的運動時間．帶電粒子在復合場中的運動，首先從受力分析入手，搞清粒子運動的物理情境，再把電磁問題轉化為力學問題來解決．高考物理壓軸題注重考查考生對物理過程或物理情境的分析能力,解題關鍵:首先要認真閱讀試題，分析試題所提供的物理過程或物理情境，理解其中的物理條件和物理意義，找出其中起重要作用的因素,然后把物理過程或物理情境分解為若干個簡單的過程，分析每個過程中各物理量的變化以及它們之間的關系,最后根據所學的物理概念或物理規律建立物理量之間的關系式，得出結論。解題時，要善于利用數學工具包括圖象、圖線等來幫助分析物理過程或狀態，這樣有利于形象地理解物理過程,快速分析求解。 高考物理壓軸題考察的是綜合應用能力, 既考查了學生的基礎知識，又能對學生思維的靈活性和發散性進行科學的考察.四、物理壓軸題的求解思路【例4】（江蘇卷試題19）如圖所示，頂角 θ= 45°的金屬導軌MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中．一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導軌MON向右滑動，導體棒的質量為m ，導軌、導體棒單位長度的電阻均為r , 導體棒與導軌接觸點為a和b , 導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸．t = 0時，導體棒位于頂角O處．求：
(1) t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向．
(2)導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式．
(3)導體棒在0 ∽ t時間內產生的焦耳熱Q ．
(4)若在t0時刻將外力F撤去，
導體棒最終在導軌上靜止時的坐標x ． 試題特點：這是一道電磁學與力學綜合題，涉及運動分析、受力分析、動量、功率和能量等知識, 是由學生比較熟悉的經典習題經過加工、修改而成的新題，該題看似一道陳體，但經過命題者的加工、潤色以后使該題顯得新穎、別致，充分體現了命題者的獨特匠心和命題者思維的創造性。
解題思路：本題考查感應電流的產生條件、方向判定、導線產生感應電動勢、焦耳熱以及導體棒最終在導軌上靜止時坐標的計算, 將電磁感應與磁場、電路、力和運動、動量、能量等知識有機聯系，涉及知識點多、綜合性強．本題(1)(2)小問, 可按常規基本方法求解, 第(3)小問中, 由于I 恒定, 導體棒的電阻R’ 隨時間作線性變化, 因此導體棒的電功率也隨時間作線性變化, 求導體棒產生的焦耳熱可用“平均值法”來求. 第(4)小問中, 要求確定導體棒最終在導軌上靜止時的坐標x, 由于導體棒所受安培力是變力(隨速度而變小), 可將推導勻變速運動位移公式的“微元法”遷移過來, 選用合適物理規律(動量定理、動能定理或牛頓第二定律)列式, 然后采用“累積法”求解. 力、電、磁綜合題的分析和計算，要掌握善于用動量、能量觀點解題, 出現變量問題, 宜采用“微元法”“累積法”來突破. 解析：（1) 0到t時間內，導體棒的位移 t時刻導體棒的長度 l = x , 導體棒的電動勢 回路總電阻 電流強度電流方向b → a .(3) 解法— 考慮平均電功率求解
導體棒的電阻t時刻導體棒的電功率 ∵ P∝ t , ∴ 解法二 考慮平均電阻求解
t時刻導體棒的電功率由于I恒定，因此(2)(4) 解法— 運用動量定理求解 撤去外力后，設任意時刻t導體棒的坐標為x , 速度為v ,
取很短時間Δt,在t ∽ t +Δt時間內，由動量定理得 得 又 掃過面積 (其中 ) 由以上三式得解法二 運用動能定理求解
撤去外力后，設任意時刻t導體棒的坐標為x , 速度為v ,很短距離Δx,在x ∽ x + Δx,由動能定理得 忽略高階小量 ,得 得 因此 1. 要重視運用物理分析方法
高考物理壓軸題注重考查考生的物理分析能力：首先分析試題所提供的物理過程(物理情境)，理解其中的物理條件和物理意義，找出其中起重要作用的因素, 然后把物理過程(物理情境)分解為若干個簡單的過程，分析每個過程中各物理量的變化以及它們之間的關系,最后根據物理規律建立物理量之間的關系式. 常用的物理分析方法有理想模型法、矢量法、臨界法、累積法、對稱法、控制變量法、變換參考系法、綜合分析法等, 這些方法在求解高考物理壓軸題時往往要同時運用和交叉運用.物理壓軸題的求解方法：2. 要重視運用數學方法
高考物理壓軸題對應用數學知識解題的能力要求較高, 解題時要善于利用數學工具(函數、微分、求導、積分、圖象、圖線等)來幫助分析物理過程或狀態，這樣有利于形象地理解物理過程, 快速分析求解。值得一提的是, 有一種從數學微積分中移植過來的方法叫“微元法”,在近年高考物理或物理競賽中頻頻出現, “微元法”就是把研究對象分割成無限多個無限小的部分，或把物理過程分解成為無限多個無限短的過程，抽取其中一個微小部分或極短過程加以研究的方法, 運用這種方法往往可將變量轉化為常量，將非理想模型轉化為理想模型，使復雜問題變得簡單易解, 微元法解題的關鍵是正確選取“微元”,這些“微元”是任意的，又是具有代表性的，根據解決問題的需要，通常選取的微元有：長度元l 、角度元、時間元t 、面積元S 、體積元V 、質量元m 、電荷元q等．瞬時速度概念的建立、勻變速直線運動位移公式的推導、變力功的分析計算等都運用了“微元法”,這是一種科學的抽象思維方法，也是一種數學技巧，它有助于培養微觀的洞察力和宏觀的駕馭力． 3. 要重視思維方法
求解高考物理壓軸題的思維方法往往多種多樣, 本題所考查的物理情境并不陌生，為導體切割磁場線模型，這種綜合題給出一定的新情境，具有一定的探究性，要求考生在情境中自行設定與尋找解題的思維方法，本題的求解既可以采用運用動量定理，也可采用運用動能定理，還可采用運用牛頓第二定律，學生可依據題目提供的信息，尋找多種途徑解決問題，以此考查考生思維的敏捷性、靈活性．為了正確解答這一類問題，考生要重視思維方法的歸納，如：類比法、遷移法、特值法、對稱法、極端思維法等, 還應注重思維方法拓展，提高自己思維的廣泛性. 4. 要重視解題得分技巧
高考物理壓軸題往往設立多個小問題, 并具有一定梯度, 以提高試卷對考生的區分度, 有利于高校選拔新生, 考生在求解高考壓軸題應通過審題弄清題中信息, 分步求解, 如本題(1)(2)兩小問考查基礎知識,一般考生都能得分, 如果放棄求解,十分可惜; 本題第(3)小問, 難度中等, 基礎較好的考生應努力攻克; 第(4)小問的思維難度較大, 不但物理過程復雜, 而且對運用數學工具解題能力要求也較高, 考生應根據自己的能力科學地進行答題定位，如果沒有思路, 應果斷放棄, 以確保前邊基礎題 、中檔題的得分. 高考是對每位考生知識和能力的全面考核，在高考中應盡可能發揮出自己的水平. 另外考生要注意時間的控制, 復習中應加強快速分析、快速計算能力的培養，注意各種解題方法和解題技巧的靈活運用, 力爭取得最佳成績.勸 學 歌
今 日 里 師 生 相 聚 ，是 緣 分 也 是 心 氣 。
怕 吃 苦 別 上 學 堂 ，圖 安 逸 另 覓 天 地 。
少 壯 時 不 求 成 材 ，長 大 后 遭 人 嫌 棄 。
學 習 要 循 序 漸 進 ，知 識 靠 點 滴 累 積 。
待 人 要 坦 誠 率 真 ，談 吐 學 瀟 灑 大 氣 。
什 么 叫 能 力 創 新 ，你 得 有 豐 厚 積 蓄 。
貪 玩 耍 厭 學 成 痼 ，不 滿 足 笨 鳥 先 飛 。
挨 批 評 慎 思 己 過 ，受 表 揚 多 找 差 距 。學 新 知 舉 一 反 三 ，師 生 間 交 流 聯 系 。
一 旦 能 養 成 習 慣 ，學 海 舟 苦 生 樂 趣 。
想 聊 天 請 到 茶 館 ，要 違 紀 看 看 周 圍 。
上 課 時 聚 精 會 神 ，困 倦 了 撐 起 眼 皮 。
學 費 原 父 母 血 汗 ，讀 書 若 采 花 釀 蜜 。
老 師 是 一 番 好 意 ，家 長 都 望 子 成 器 。
人 在 世 知 恩 圖 報 ，學 本 領 見 賢 思 齊 。
做 美 夢 人 人 都 會 ，上 大 學 談 何 容 易 。
要 成 為 國 家 棟 梁 ，須 謹 記 跬 步 千 里 。

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