论文部分内容阅读
【摘 要】高中物理试题中,计算题一般题目较长,信息点多,过程情境比较复杂,对学生的能力要求高。计算题分值比重大、区分度最明显,是历年来高考题中的“压轴题”。下面就计算题如何分析,笔者谈谈自己的看法。
【关键词】高中物理计算题;分析;方法
一、挖掘隐含条件
在审题过程中,对题目中的信息,要用简单的形式(包括文字、符号、图表、数据等)有序地记录下来,并对记录的信息进行分析、推理,从中找出对解题有用的已知条件。在题目所给的条件中,除了明显的,还有隐含的,这些隐含条件往往隐含在关键的词语之中,题目的附图之中,所设的物理模型之中,发生的物理现象之中和题目的所求之中。因此,必须注意题目中的关键字、词、句以及附图,多角度地收集信息,挖掘并转化隐含条件。
例1(2010安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图像如图所示。g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦因数;
(2)水平推力的大小;
(3) 0~10 s内物体运动位移的大小。
试题分析:已知条件并没有明确给出,而是隐含在附图之中,据图象可知:0-6s内有水平推力F的作用,物体做匀加速直线运动;6s-10s内,撤去F后在摩擦力作用下做匀减速直线运动,可根据图象求出加速度,再根据匀变速直线运动公式及牛顿第二定律求解.
(1)设物体做匀减速运动的时间为△t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则a2==-2m/s2①
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律-μmg =ma2 ②
联立①②得μ==0.2③
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则
a2==-2m/s2④
根据牛顿第二定律,有F-μmg =ma1 ⑤
联立③④⑤ 得 F=μmg+ma1=6N ⑥
(3)根据图象围成的面积,得
x=×△t1+v20×△t1=46m
二、弄清过程
物理过程是指物理现象或事实发生的前因后果和中间状态等完整经历的总称。在审题时,要弄清题目所描绘的是什么物理现象、是怎样的过程以及过程之间的关系、各个过程进行的条件,明确运动的性质,把握过程中的不变量、变量、关联量的相互关系,并找出与物理过程相适应的物理规律及题目中的某种等量关系。
例2(2010新课标全国卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%.求:(1)加速所用时间和达到的最大速率。(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
审题:通过读题要将客观事实抽象为物理问题,将人复杂的运动抽象为质点的运动,建立理想化模型。将博尔特的两次运动过程均可简化成由两个阶段的理想化过程组成,先匀加速运动后匀速直线运动。分析知道总的时间包括了三段,分别是反应时间、加速时间、匀速时间。两次运动有联系之处,反应时间、加速时间以及加速阶段的加速度都相同。这样抓住联系之处,结合已知条件,运用运动学规律对两次运动分别列出方程,联立起来便可解决问题。
三、构建物理模型。
中学物理模型非常多,如平抛运动、圆周运动、碰撞、连接体问题、传送带问题等,对遇到的新问题、新情景或者看上去很难的题目,若经过分析,将其物理模型转换成常见的模型,就很容易形成问题思路。?
例3(2011北京卷)如图甲所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。
⑴在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止。画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
⑵由图示位置无初速度释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。
试题分析:本题在力F作用时,小球受重力、绳子拉力、水平拉力F,是一个三力平衡的问题,力F的大小可通过平衡条件及力的合成或分解求出。释放后到最低点的过程,小球做的是部分圆周运动,绳子拉力与重力径向分力的合力提供向心力,因为只有重力做功,所以系统机械能守恒。
(1)受力见乙图,根据平衡条件,拉力F=mgtanα
(2)只有重力做功,系统机械能守恒mgl(1-cosa)=mv2
则通过最低点时,小球的速度大小v=
根据牛顿第二定律T′-mg=m
解得轻绳对小球的拉力T′=mg+m=mg(3-2cosa),方向竖直向上
总之,在学生扎实掌握了基础知识之后,要想能够正确解出物理计算题,分析过程就凸显的尤为重要,而掌握一定的分析方法便是关键,这需要在练习中去逐渐掌握并不断加强。
【关键词】高中物理计算题;分析;方法
一、挖掘隐含条件
在审题过程中,对题目中的信息,要用简单的形式(包括文字、符号、图表、数据等)有序地记录下来,并对记录的信息进行分析、推理,从中找出对解题有用的已知条件。在题目所给的条件中,除了明显的,还有隐含的,这些隐含条件往往隐含在关键的词语之中,题目的附图之中,所设的物理模型之中,发生的物理现象之中和题目的所求之中。因此,必须注意题目中的关键字、词、句以及附图,多角度地收集信息,挖掘并转化隐含条件。
例1(2010安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图像如图所示。g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦因数;
(2)水平推力的大小;
(3) 0~10 s内物体运动位移的大小。
试题分析:已知条件并没有明确给出,而是隐含在附图之中,据图象可知:0-6s内有水平推力F的作用,物体做匀加速直线运动;6s-10s内,撤去F后在摩擦力作用下做匀减速直线运动,可根据图象求出加速度,再根据匀变速直线运动公式及牛顿第二定律求解.
(1)设物体做匀减速运动的时间为△t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则a2==-2m/s2①
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律-μmg =ma2 ②
联立①②得μ==0.2③
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则
a2==-2m/s2④
根据牛顿第二定律,有F-μmg =ma1 ⑤
联立③④⑤ 得 F=μmg+ma1=6N ⑥
(3)根据图象围成的面积,得
x=×△t1+v20×△t1=46m
二、弄清过程
物理过程是指物理现象或事实发生的前因后果和中间状态等完整经历的总称。在审题时,要弄清题目所描绘的是什么物理现象、是怎样的过程以及过程之间的关系、各个过程进行的条件,明确运动的性质,把握过程中的不变量、变量、关联量的相互关系,并找出与物理过程相适应的物理规律及题目中的某种等量关系。
例2(2010新课标全国卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%.求:(1)加速所用时间和达到的最大速率。(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
审题:通过读题要将客观事实抽象为物理问题,将人复杂的运动抽象为质点的运动,建立理想化模型。将博尔特的两次运动过程均可简化成由两个阶段的理想化过程组成,先匀加速运动后匀速直线运动。分析知道总的时间包括了三段,分别是反应时间、加速时间、匀速时间。两次运动有联系之处,反应时间、加速时间以及加速阶段的加速度都相同。这样抓住联系之处,结合已知条件,运用运动学规律对两次运动分别列出方程,联立起来便可解决问题。
三、构建物理模型。
中学物理模型非常多,如平抛运动、圆周运动、碰撞、连接体问题、传送带问题等,对遇到的新问题、新情景或者看上去很难的题目,若经过分析,将其物理模型转换成常见的模型,就很容易形成问题思路。?
例3(2011北京卷)如图甲所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。
⑴在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止。画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
⑵由图示位置无初速度释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。
试题分析:本题在力F作用时,小球受重力、绳子拉力、水平拉力F,是一个三力平衡的问题,力F的大小可通过平衡条件及力的合成或分解求出。释放后到最低点的过程,小球做的是部分圆周运动,绳子拉力与重力径向分力的合力提供向心力,因为只有重力做功,所以系统机械能守恒。
(1)受力见乙图,根据平衡条件,拉力F=mgtanα
(2)只有重力做功,系统机械能守恒mgl(1-cosa)=mv2
则通过最低点时,小球的速度大小v=
根据牛顿第二定律T′-mg=m
解得轻绳对小球的拉力T′=mg+m=mg(3-2cosa),方向竖直向上
总之,在学生扎实掌握了基础知识之后,要想能够正确解出物理计算题,分析过程就凸显的尤为重要,而掌握一定的分析方法便是关键,这需要在练习中去逐渐掌握并不断加强。