2013年高考物理二轮 压轴突破 第3讲拿下计算题 努力得高分教案

全品高考网邮箱：[e-mail]第1页共14页全品高考网gk.canpoint.cn第3讲拿下计算题——努力得高分题型扫描1．力学综合型【题型探秘】计算题历来是高考压轴题，拉分题，试题综合性强，难度大，数学运算要求高．在考场上很难有充裕的时间去认真分析计算，再加上考场的氛围和时间使得很多考生根本做不到冷静清晰地去分析，更谈不上快速准确的得到答案．要想成功破解大题难题首先要明晰它的本质：其实，所有的大题难题，看似繁杂凌乱，很难理出头绪，其实就是一些基本现象和知识的叠加而已．力学综合试题往往呈现出研究对象的多体性、物理过程的复杂性、已知条件的隐含性、问题讨论的多样性、数学方法的技巧性和一题多解的灵活性等特点，能力要求较高．具体问题中可能涉及到单个物体单一运动过程，也可能涉及到多个物体，多个运动过程，在知识的考查上可能涉及到运动学、动力学、功能关系等多个规律的综合运用．【应对策略】(1)对于多体问题，要灵活选取研究对象，善于寻找相互联系选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键．选取研究对象需根据不同的条件，或采用隔离法，即把研究对象从其所在的系统中抽取出来进行研究；或采用整体法，即把几个研究对象组成的系统作为整体来进行研究；或将隔离法与整体法交叉使用．(2)对于多过程问题，要仔细观察过程特征，妥善运用物理规律观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键．分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件，如物体的受力情况、状态参量等，以便运用相应的物理规律逐个进行研究．至于过程之间的联系，则可从物体运动的速度、位移、时间等方面去寻找．(3)对于含有隐含条件的问题，要注重审题，深究细琢，努力挖掘隐含条件注重审题，深究细琢，综观全局重点推敲，挖掘并应用隐含条件，梳理解题思路或建立辅助方程，是求解的关键．通常，隐含条件可通过观察物理现象、认识物理模型和分析物理过程，甚至从试题的字里行间或图象图表中去挖掘．(4)对于存在多种情况的问题，要认真分析制约条件，周密探讨多种情况解题时必须根据不同条件对各种可能情况进行全面分析，必要时要自己拟定讨论方案，将问题根据一定的标准分类，再逐类进行探讨，防止漏解．(5)对于数学技巧性较强的问题，要耐心细致寻找规律，熟练运用数学方法耐心寻找规律、选取相应的数学方法是关键．求解物理问题，通常采用的数学方法有：方程法、比例法、数列法、不等式法、函数极值法、微元分析法、图象法和几何法等，在众多数学方法的运用上必须打下扎实的基础．(6)对于有多种解法的问题，要开拓思路避繁就简，合理选取最优解法避繁就简、选取最优解法是顺利解题、争取高分的关键，特别是在受考试时间限制的情况下更应如此．这就要求我们具有敏捷的思维能力和熟练的解题技巧，在短时间内进行斟酌、比较、选择并作出决断．当然，作为平时的解题训练，尽可能地多采用几种解法，对于开拓解题思路是非常有益的．【典例精析】【例1】(14分)(2012·西安质检)如图1所示，质量为10kg的环在F＝200N的拉力作用下，沿粗糙长直杆由静止开始运动，杆与水平地面的夹角θ＝37°，拉力F与杆的夹角也为θ.力F作用0.5s后撤去，环在杆上继续上滑了0.4s后速度减为零．(已知sin37°＝0.6，cos全品高考网邮箱：[e-mail]第2页共14页全品高考网gk.canpoint.cn37°＝0.8，g＝10m/s2)求：图1(1)环与杆之间的动摩擦因数μ；(2)环沿杆向上运动的总距离s.解析(1)在F力作用0.5s内，根据牛顿第二定律有Fcosθ－mgsinθ－f＝ma1①(2分)FN＋Fsinθ＝mgcosθ②(2分)f＝|μFN|③(1分)设0.5s末速度为v根据运动学公式有v＝a1t1④(1分)F撤去后0.4s内有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2⑤(2分)v＝a2t2⑥(1分)联立①～⑥得μ＝0.5⑦(1分)(2)将⑦代入⑤式得a2＝10m/s2，则v＝a2t2＝4m/s(1分)则s＝12v(t1＋t2)＝1.8m(3分)答案(1)0.5(2)1.8m点评审题技巧口诀：(1)认真细致，全面寻找信息(2)咬文嚼字，把握关键信息(3)深入推敲，挖掘隐含信息(4)分清层次，排除干扰信息(5)纵深思维，把握临界信息2．粒子运动型【题型探秘】(1)历年高考对本专题知识的考查题型有计算题和选择题，计算题难度较大，题目综合性较高，分值较多(2)高考主要考查带电粒子在匀强电场、磁场或复合场中的运动．(3)粒子运动型计算题大致有两类，一是粒子依次进入不同的有界场区，二是粒子进入复合场区．近年来全国高考重点就是受力情况和运动规律分析求解，周期、半径、轨迹、速度、临界值等．再结合能量守恒和功能关系进行综合考查．【应对策略】(1)正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提．①带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动．(如速度选择器)②带电粒子所受的重力和电场力等值反向，洛伦磁力提供向心力，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．③带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上，粒子做非匀变速曲线运全品高考网邮箱：[e-mail]第3页共14页全品高考网gk.canpoint.cn动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可能由几种不同的运动阶段组成．(2)灵活选用力学规律是解决问题的关键①当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解．②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解．③当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．说明：由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．【典例精析】【例2】(16分)(2012·山东二模)如图2甲所示，两平行金属板间接有如图2乙所示的随时间t变化的电压UAB，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场，极板长L＝0.2m，板间距离d＝0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板间中线OO′垂直，磁感应强度B＝5×10－3T，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0＝105m/s，比荷qm＝108C/kg，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，此极短时间内电场可视作是恒定不变的．求：图2(1)在t＝0.1s时刻射入电场的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为多少；(2)带电粒子射出电场时的最大速度；(3)在t＝0.25s时刻从电场射出的带电粒子，在磁场中运动的时间．解析(1)在t＝0.1s时刻射入电场的带电粒子，在极板间做匀速直线运动，以v0垂直磁场边界垂直射入磁场，由qvB＝mv2R可得：R＝mvqB＝0.2m(4分)在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为：d＝2R＝0.4m(2分)(2)设带电粒子从极板的边缘射出电场时的速度最大，对应的瞬时电压为u0，则：12d＝12u0qdmLv02解得：u0＝100V(3分)由动能定理：12mv2＝12mv20＋12qu0射出的最大速度v＝2v0＝2×105m/s＝1.4×105m/s(2分)全品高考网邮箱：[e-mail]第4页共14页全品高考网gk.canpoint.cn(3)在t＝0.25s时刻从电场射出的带电粒子，从极板的上边缘射出电场，垂直进入磁场时与磁场边界的夹角为π4，射出磁场时与磁场边界的夹角也为π4，故对应的圆周的圆心角为π2，故在磁场中运动的时间为圆周运动周期的四分之一．由qvB＝mv2R，T＝2πRv(2分)得：T＝2πmqB，所以t＝14T＝1.57×10－5s(3分)答案(1)0.4m(2)1.4×105m/s(3)1.57×10－5s点评(1)带电粒子受到的重力相比电场力、磁场力太小，可以忽略不计．(2)带电粒子在电磁场中的运动规律跟力学运动规律相同，要善于利用类比法，处理这类问题．3．电磁感应型【题型探秘】(1)电磁感应是高考考查的重点和热点，命题频率较高的知识点有：感应电流的产生条件、方向的判定和感应电动势的计算；电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题及感应电流(或感应电动势)的图象问题．(2)从计算题型看，主要考查电磁感应现象与直流电路、磁场、力学、能量转化相联系的综合问题，主要以大型计算题的形式考查．【应对策略】(1)通电导体在磁场中将受到安培力的作用，电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，解决问题的基本思路：①用法拉第电磁感应定律及楞次定律求感应电动势的大小及方向②求电路中的电流③分析导体的受力情况④根据平衡条件或者牛顿第二运动定律列方程．(2)抓住能的转化与守恒分析问题．电磁感应现象中出现的电能，一定是由其他形式的能转化而来，具体问题中会涉及多种形式的能之间的转化，机械能和电能的相互转化、内能和电能的相互转化．分析时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，明确有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如摩擦力在相对位移上做功，必然有内能出现；重力做功，必然有重力势能参与转化；安培力做负功就会有其他形式能转化为电能，安培力做正功必有电能转化为其他形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解．【典例精析】【例3】(18分)如图3所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3Ω的电阻．导轨相距d＝1m，其间有竖直向下的匀强磁场．磁感应强度B＝0.5T．质量为m＝0.1kg，电阻为r＝1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F＝1N向右拉动CD.CD受到的摩擦阻力f恒为0.5N，则：图3全品高考网邮箱：[e-mail]第5页共14页全品高考网gk.canpoint.cn(1)CD运动的最大速度是多少？(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？解析(1)设CD棒的运动速度为v，则导体棒产生的感应电动势为E＝Bdv①(1分)据闭合电路欧姆定律有I＝ER＋r②(1分)则安培力为：F0＝BdI③(1分)据题意分析，当v最大时，有F－F0－f＝0④(2分)联立①②③④得vm＝（F－f）（R＋r）B2d2＝8m/s⑤(2分)(2)棒CD速度最大时，同理有Em＝Bdvm⑥(1分)Im＝EmR＋r⑦(1分)而PRm＝I2mR⑧(1分)联立⑥⑦⑧得：PRm＝B2d2v2mR（R＋r）2＝3W⑨(2分)(3)当CD速度为12vm时有E′＝Bdvm2⑩(1分)I＝E′R＋r⑪(1分)F′＝BId⑫(1分)据牛顿第二定律有F－F′－f＝ma⑬(2分)联立⑩⑪⑫⑬得：a＝2.5m/s2(1分)答案(1)8m/s(2)3W(3)2.5m/s2点评1.在电磁感应问题中，要注意明确判断电路结构，要明确哪部分是内电路，哪部分是外电路；2.要熟练应用左、右手定则判断受力，从而搞定动态分析，明确导体棒的最终状态.3.要善于利用闭合电路欧姆定律、功能关系分析问题．4．力电综合型【题型探秘】力学中的静力学