（青岛专版）2018中考物理 第二部分 专题复习 高分保障 专题七 创造与探究课件

第二部分专题复习高分保障专题七创造与探究一、归纳式探究题型概述此专题需要学生从表格的数据中找出规律，利用等价变换法、控制变量法等物理研究方法进行解题，考查学生的归纳总结能力．典例分析【例】归纳式探究——研究弹簧的刚性系数：我们知道，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越长．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”、“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的刚性系数来表示．刚性系数越大，弹簧越硬．为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如下：材料S/m2nr/mA/(N·m－1)铜3×10－61001×10－290钢3×10－61001×10－2180铜6×10－61001×10－2360钢3×10－62001×10－290铜6×10－61002×10－245(其中：S为制造弹簧的金属丝的横截面积，n为弹簧的匝数，r为弹簧的半径，A为弹簧的刚性系数)(1)A＝k，其中k与制造弹簧的材料有关，材料不同，DK值一般不同．上述实验中，钢的k值k钢＝2×109N/m2(填数值和单位)．将数据变成公式，运用的是等价变换法．(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧，则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线b表示．(3)如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用10N的力拉伸时，用铜做成的弹簧变得更长．(4)用横截面积为9×10－6m2的钢丝制成一个60匝、刚性系数为100N/m的弹簧，则该弹簧的半径为3×10－2m.专题训练1．归纳式探究——研究鱼缸侧壁所受的压力：由于液体内部有压强，当鱼缸中盛入液体后，鱼缸侧壁就会受到液体的压力．鱼缸侧壁所受的液体的压力跟什么因素有关呢？下表是小雨在鱼缸中盛入不同的液体进行研究得到的一些数据(其中：ρ为液体密度，L为侧壁长度，H为液体深度，F为侧壁所受压力)次数ρ/(kg/m3)L/mH/mF/N11.0×1030.10.1521.0×1030.20.11031.0×1030.10.22040.8×1030.20.1850.8×1030.20.232(1)F＝kρLH2，其中k＝5N/kg(填数值和单位)．将数据表格形式变成公式形式，这里运用的科学方法是等价变换法．(2)在一个鱼缸中分别盛入相同深度的海水和淡水，海水对鱼缸侧壁的压力大．(3)在不同的游泳池中注入相同深度的水，游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图象中的图线a表示．(4)如图，拦河大坝的长度L为30m，若大坝能够承受的最大压力F为6×107N，则水深H不能超过20m.2．归纳式探究—刚体的转动速度：如果一个物体在运动中受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变，这样的物体我们称之为刚体．刚体绕一固定点转动的速度快慢用角速度ω表示．下表给出了相同情况下，不同的均质细棒(认为是刚体)在绕中心转轴OO′转动(转动过程中不受外力)时的角速度大小的数据：次数均质细棒质量m/kg均质细棒长度L/m均质细棒角速度(ω/s－1)11.00.5622.00.5333.01.00.5请回答下列问题：(1)上述情况下，质量为m的均质细棒绕转轴OO′转动时的角速度大小可用关系式ω＝k来表示，其中k＝1.5kg·m2·s－1(填上数值和单位)．(2)对于一定长度的均质细棒绕中心转轴OO′转动的角速度大小与质量关系可以用图象中的图线b来表示．(3)花样滑冰运动员，身体开始旋转时，两臂伸开，然后迅速收回两臂，这时旋转的速度比开始快(填“快”或“慢”)．3．归纳式探究——研究电子在电场中的偏转：如图甲所示，给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场．若将电子沿着平行于两板的中线方向入射到电场中，电子就会发生偏转．若两板间距为d，板长为L，所加的电压为U，电子入射初速度为v0，离开电场时偏移的距离为y，则经研究得到如下数据：次数d/mL/mU/Vv0/(m·s－1)y/m14×10－20.2401×1073.6×10－228×10－20.2401×1071.8×10－234×10－20.1401×1070.9×10－248×10－20.21601×1077.2×10－258×10－20.22402×1072.7×10－2(1)y＝k，其中k＝9×1010m2/(V·s2)(填数值和单位)．将数据表格形式变成公式形式，运用了等价变换法．(2)相同情况下，电子的入射初速度越大，偏移距离越小.它们之间的关系可以用图乙中的图线b表示．(3)现有两块平行相对的长度为5cm、间距为1cm的金属板，为了让初速度为3×107m/s的电子从一端沿两板间中线方向入射后，刚好能从另一端的金属板边缘处射出，需要加200V的电压．4．归纳式探究我们已经学过弹簧在拉力的作用下会伸长，而且在弹性范围内，弹簧所受的拉力越大，弹簧伸长越长，在桥梁建筑工程中所用的金属材料(如钢筋钢梁等)在外力作用下也会伸长，其伸长量Δl不仅和拉力F的大小有关，还与金属材料的长度l、直径D和金属材料的种类有关，小雨利用不同规格的黄铜丝进行了如图所示的实验得到如下数据：实验次数F/ND/ml/mΔl/m10.11×10－311.2×10－620.11×10－30.50.6×10－630.21×10－312.4×10－6424×10－30.30.45×10－6(1)根据上述数据表格可以得出Δl＝k，其中k＝1.2×10－11m2/N(填上数值和单位)，在寻求黄铜丝的伸长量与各个因素的具体比例关系时，我们运用的研究方法是控制变量法．(2)在其他情况相同时，金属材料的长度越大，其伸长量越大，二者的关系可用图象中的图线a表示．(3)现有长为0.2m，直径为2×10－3的黄铜丝在如图拉力的作用下伸长了0.6×10－4m，则黄铜丝受到的拉力为100N.5．(1)升力系数：一块平板以一定的冲角(平板与水平方向的夹角)α在空气中水平运动时，平板会受到一个竖直向上的升力FL(如图)．升力公式为FL＝(CL为升力系数，ρ为空气的密度，v为平板的速度，S为平板的面积)．CL是一个没有单位的数值．在研究某飞机机翼的CL与α的关系时，获得如下数据：α/°0510152025CL0.30.60.91.21.51.3由表中数据可以看出：冲角越大，升力系数越大.但是，当冲角超过一定角度时，升力系数反而减小．上述关系可以用图象中的图线甲来表示．(2)飞机的飞行：根据上述升力公式可知，加快飞行速度，就会使升力增大，飞机就会向上飘，若要保持飞行高度不变，就应保持飞机的升力不变，因而需要减小升力系数(CL)，这可以通过改变机翼的冲角(α)来实现．二、演绎式探究题型概述此专题考查学生的综合探究能力，题目的知识来源广泛，不乏高中物理或大学物理的相关知识，要求学生利用初中阶段所学物理学习方法及研究方法，将新知识现学现用，对学生能力要求较高．典例分析【例】演绎式探究——研究机械能守恒与平抛运动：(1)如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程机械能守恒，关系式mgh＝1/2mv2成立，则一个物体从高0.2m的光滑斜面顶端自由下滑到斜面底端时的速度为2m/s.(g取10N/kg)如图乙，将物体以一定的初速度v0沿水平方向抛出(不计阻力)，物体做平抛运动，在水平方向运动的距离x＝v0t，在竖直方向下落的高度y＝1/2gt2，则y与x的关系可用丙图中的图线b表示．(2)如图丁所示，小球沿长度为l的光滑斜面AB由静止自由滑下，经过高度为h的光滑桌面BC后做平抛运动，撞到前方挡板的D点，桌边到挡板的距离为s，D点到地面的高度为d，请推理证明：d＝h－.专题训练1．测量洪水的流量大小时，常用体积流量来表示．体积流量的定义为液体每秒流过某一横截面的体积．若用QV表示体积流量，则体积流量的公式为QV＝，其国际单位为m3/s.在测量液体的质量时，我们也常用质量流量Qm来表示．(1)请你写出质量流量的定义、公式和国际单位．定义：液体每秒流过某一横截面的质量.公式：Qm＝.国际单位：kg/s.(2)已知含有泥沙的河水密度为ρ，河水流速为v，河水横截面积为S，则河水的质量流量为Qm＝ρSv.甲乙向心力F心的数学表达式为(比例系数k＝1)(D)2．探索带电粒子在磁场中的运动情况(1)用细绳拴一小球在水平面内绕圆心O匀速转动，绳对球有一个指向圆心的拉力，此力叫向心力．向心力的大小F心与小球的质量m成正比、与转动半径R成反比、与转动速度v的关系图象如甲图．(2)乙图中，“×”表示磁场方向垂直于纸面向里．当质量为m、带电量为q的粒子以速度v沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度为B的磁场中时，粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力的大小F洛＝qvB.并且粒子在磁场中将做匀速圆周运动，粒子所受洛伦兹力就是粒子做匀速圆周运动的向心力．带电粒子在磁场中运动一周所用的时间叫做该粒子的运动周期，请推导出粒子做匀速圆周运动的周期T的数学表达式．(3)某带电粒子的电量为1.6×10－19C(国际单位库仑的符号)，质量为9.1×10－31kg，在磁感应强度为1.0×10－4T(国际单位特斯拉的符号)的磁场中以某一速度做匀速圆周运动，则该粒子运动周期T为3.6×10－7s.3．演绎式探究——探索宇宙：(1)牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小，其中m1、m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，DK＝6.67×10－11m3/(kg·s2)．可见，当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变小.(2)当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时，绳子对小球有一个向圆心拉的力，这个力叫做向心力．这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件．宇宙中的星体也是如此：地球绕太阳的运动可以近似地看作是匀速圆周运动(如图)，地球受到一个恒定的指向圆心(太阳)的向心力，向心力的大小F心＝，其中m为地球质量，v为地球绕太阳匀速运动的速度，r为运动半径(也即两星之间的距离)．并且，向心力的大小等于太阳对它的引力F引，已知地球绕太阳运动一周的时间(周期)为T，太阳的质量为M，请证明.4．(1)电场强度我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场，我们用电场强度E表示电场的强弱，在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强，不同点E的方向一般也不同．如图甲所示，若一个小球带的电荷量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E＝(k为常数)，这说明距离带电体越远，电场越弱.A点处电场强度E的方向如图甲中箭头所示．(2)环形带电体的电场强度如图乙所示是一个带电均匀的圆环．已知圆环的半径为R，所带的总电荷量为Q，过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度EP的表达式是怎样的呢？