高考物理压轴题求解思路.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高考物理压轴题,求解思绪,物理培优课件,v,0,第1页,高考物理压轴题含有对考生阅读了解能力、综合分析能力、应用数学知识处理物理问题能力等多项能力考查功效，在高考中有着举足轻重作用物理压轴题往往含有多个物理过程或含有多个研究对象，需要应用多个物理概念和规律进行求解,难度较大.从知识体系来划分，可分为力学综合题、电学综合题或力、电、热学综合题、电、光、原子物理综合题等,其中力学综合题与电学综合题，在物理试卷中占有主要地位,第2页,力学综合题包含两大方面规律：一是物体受力规律，二是物体运动规律物体运动情况是由它初始条件及它受力情况决定，因为力有三种作用效果：力瞬时作用效果使物体产生形变或产生加速度；力对时间积累效果冲量；力对空间积累效果功,所以,加速度、冲量和功就是联络力和运动三座桥梁,与上述三座桥梁相关物理知识有牛顿运动定律、动量知识(包含动量定理和动量守恒定理)、机械能知识(包含动能定理和机械能守恒定律)力学综合题重视考查物理学中两个主要观点动量、能量,要求考生有扎实基础知识和良好解题思维，能够进行正确受力分析和运动分析，解题关键是要理清物理情景中出现“过程”、“状态”。,一、力学综合题求解思绪,第3页,【例1】如图所表示，质量M=4kg木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定着一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端距离L=0.5m，质量为m=1kg小木块(可视为质点)静止在木板左端，其与木板间动摩擦因数=0.2 木板AB受到水平向左F=14N恒力，作用时间t后撤去，恒力F撤去时小木块恰好抵达弹簧自由端C处，今后运动过程中弹簧最大压缩量x=5cm,取g=10 ms,2,试求：,(1)水平恒力F作用时间；,(2)木块压缩弹簧最大弹性势能；,(3)整个运动过程中系统产生热量。,第4页,解析：(1)木板向左做初速度为零匀加速运动，而小木块在摩擦力f=mg 作用下也做初速度为零匀加速运动，M、m加速度为a,1,、a,2,，,由牛顿第二定律有a,1,=Fmg/M=3m/s,2,a,2,=mg/m=2m/s,2,撤去F时，木块刚好运动到C处，由运动学公式得,解上面各式得,(2)撤去恒力F时，M、m 速度分别为v,1,、v,2,，,由运动学公式有v,1,=a,1,t=3m/s，,v,2,=a,2,t=2m/s,第5页,此时，因M速度大于m速度，弹簧被压缩,小木块m向左继续加速，木板M减速，当它们含有共同速度设为v时，弹簧弹性势能最大，设为E,P,，,将木块和木板视为系统，要求向左为正方向，系统动量守恒，则有Mv,1,+mv,2,=(M+m)v,系统从撤力F后到其有共同速度，由能量守恒有,由以上各式得:弹簧最大弹性势能,E,P,=0.3 J。,(3)设小木块相对木板向左滑动离开弹簧后又能到达共同速度为,v,，相对向左滑动距离为,s,，,由动量守恒得(,M,+,m,),v,=(,M,+,m,),v,得,v,=,v,由能量守恒得,代入数据得:s=0.15m,第6页,因为,x,+,L,s，且,s,x,，故假设成立,所以整个运动过程系统产生热量,Q,=,mg,(,L,+,x,+,s,)=1.4 J.,思维点拨,：本题研究对象为系统,运动过程有多个子过程,包括许多主要知识点,读题时可用“慢镜头”将运动过程分解为以下几个子过程:1木板、小木块作同方向加速运动,直至小木块抵达弹簧自由端C处,考虑木板、小木块位移关系列式,求出,F,;,2小木块压缩弹簧,当木板、小木块含有相同速度时,弹簧压缩量最大,即弹性势能最大,从动量守恒、能量守恒两个角度分别列式;3之后小木块弹出滑行,直至木板、小木块再次有相同速度,再用动量守恒和能量守恒分别列式,求出弹出滑动距离,s,，进而求出整个过程中系统产生热量.解题时还应搞清状态,如笫2过程中,列式不能遗漏木块克服摩擦力消耗能量,笫3过程中,求出小木块弹出滑行s=0.15m,还必须判断一下它是否抵达弹簧自由端,是否弹出木板外等,许多考生往往忽略假设条件是否存在而造成失分.,第7页,电磁学包含静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流和电磁场等方面知识，研究电场、磁场和它们对电荷作用，研究是直流电路及交流电路相关规律电磁学中“场”与“路”知识既各自独立，又相互联络，全部电磁学问题，以“场”为基础，进而研究“场”与“路”关系,二、电学综合题求解思绪,第8页,【例2】如图所表示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线,MN,下面空间内存在着磁感应强度随高度改变磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同)，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻,R,，质量为,m,金属棒两端套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒电阻不计，将导轨从,O,处由静止释放，进入磁场后恰好做匀减速运动，刚进入磁场时速度为,v,，抵达,P,处时速度为,v,2，,O,点和,P,点到,MN,距离相等，求:,(1)求金属棒在磁场中所受安培力,F,1,大小；,(2)若已知磁场上边缘(紧靠,MN,)磁感,应强度为,B,0,求,P,处磁感应强度,B,P,；,(3)在金属棒运动到,P,处过程中，,电阻上共产生多少热量?,第9页,解析：(1)金属棒从,O,MN,过程棒做自由落体运动,h,=,v,2,2,g,从,MN,P,棒做匀减速运动,由,mg,F,l,=,ma,得,F,l,=,mg,ma=,7,mg,/4.,(2)棒从,MN,P,做匀减速运动，故,F,l,大小不变,又,所以,(3)棒从,MN,P,产生热量,第10页,思维点拨,：近年高考压轴题往往以导线切割磁感线为背景命题,电磁感应与力学问题联络桥梁是安培力，导线运动与感应电流就有制约关系，分析安培力改变是解题关键分析 电磁感应中电路时，应注意产生感应电动势部分相当于电源，该部分导线相当于内电路，解题时需要正确分清内外电路、串并联关系。分析电磁感应中能量转化问题应注意：(1)感应电流受到安培力总是妨碍相对运动，必须有外力克服安培力做功，此过程中其它能转化为电能；(2)克服安培力做了多少功，就产生了多少电能,所以对于电磁感应问题，能够利用能量守恒定律或功效关系列式处理,第11页,力电综合题往往以带电粒子在复合场中运动为背景命题,融协力学、电磁学知识，构思新奇、综合性强求解这类综合题要注意从以下几方面去把握：,(1)正确分析带电粒子受力情况判断带电粒子重力是否忽略不计,电场力和洛伦兹力大小和方向怎样,这些问题都必须依据题意以及各场力特征作出全方面分析,(2)正确分析带电粒子运动情况要确定带电粒子做什么运动?有哪些运动过程?近年高考试题中最经典运动状态有平抛运动和匀速圆周运动等,(3)善于从功和能角度分析问题洛伦兹力不做功,重力和电场力做功与路径无关，做正功,势能减小，做负功,势能增大,(4)从动量和电量切入问题对于两个相互作用带电粒子或系统，注意利用动量守恒和电量守恒思想分析,(5)灵活利用力学规律在正确而全方面分析基础上，画好必要受力图和运动轨迹图，再依据带电粒子运动状态和过程,灵活地利用平衡条件、牛顿定律、动量守恒定律、功效关系等规律来求解,三、力学和电学综合题求解思绪,第12页,【例3】如图所表示，在,x,0空间中，存在沿,x,轴方向匀强电场，电场强度,E,=10NC；在,x,0空间中，存在垂直,xOy,平面方向匀强磁场，磁感应强度,B,=0.5T 一带负电粒子(比荷,q,m,=160Ckg)在,x,=0.06m处,d,点以,v,0,=8ms初速度沿,y,轴正方向开始运动，不计带电粒子重力求：,(1)带电粒子开始运动后第一,次经过,y,轴时与,y,轴交点距,O,点距离；,(2)带电粒子进入磁场后经多,长时间返回电场；,(3)带电粒子运动周期,第13页,解析：(1)对于带电粒子在电场中运动有：,第一次经过,y,轴时与,y,轴交点到,O,点距离,y,1,=,v,0,t,将数据代入以上三式解得,y,1,=0.069m,(2)带电粒子经过,y,轴时沿,x,轴方向速度,设进入磁场时带电粒子速度方向与,y,轴正,方向夹角为,=60,所以带电粒子在磁场中做圆周运动所对应圆心角=2,=120,带电粒子在电磁场中运动轨迹如右图所表示带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期,在磁场中运动时间,第14页,(3)从开始至第一次抵达,y,轴时间,从磁场再次回到电场中过程(未进入笫二周期)是第一次离开电场时逆运动,据对称性,所以粒子运动周期,思维点拨,：处理带电粒子在磁场中运动思绪：依题意画出轨迹，再利用几何知识，确定圆心和半径在已知粒子入射方向和出射方向时，可过入射点和出射点作出垂直速度方向直线，两直线交点即圆心，粒子运动偏转角即圆心角，借助于圆心角和周期可求出粒子在磁场中运动时间带电粒子在复合场中运动，首先从受力分析入手，搞清粒子运动物理情境，再把电磁问题转化为力学问题来处理,第15页,高考物理压轴题重视考查考生对物理过程或物理情境分析能力,解题关键:首先要认真阅读试题，分析试题所提供物理过程或物理情境，了解其中物理条件和物理意义，找出其中起主要作用原因,然后把物理过程或物理情境分解为若干个简单过程，分析每个过程中各物理量改变以及它们之间关系,最终依据所学物理概念或物理规律建立物理量之间关系式，得出结论。解题时，要善于利用数学工具包含图象、图线等来帮助分析物理过程或状态，这么有利于形象地了解物理过程,快速分析求解。,第16页,高考物理压轴题考查是综合应用能力,既考查了学生基础知识，又能对学生思维灵活性和发散性进行科学考查.,四、物理压轴题求解思绪,第17页,【例4】（,江苏卷试题19,）如图所表示，顶角=45金属导轨MON固定在水平面内，导轨处于方向竖直、磁感应强度为B匀强磁场中一根与ON垂直导体棒在水平外力作用下以恒定速度v,0,沿导轨MON向右滑动，导体棒质量为m，导轨、导体棒单位长度电阻均为r,导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中一直保持与导轨良好接触t=0时，导体棒位于顶角O处求：,(1)t时刻流过导体棒电流强度I和电流方向,(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F表示式,(3)导体棒在0 t时间内产生焦耳热Q,(4)若在t,0,时刻将外力F撤去，,导体棒最终在导轨上静止时坐标x,第18页,试题特点：这是一道电磁学与力学综合题，包括运动分析、受力分析、动量、功率和能量等知识,是由学生比较熟悉经典习题经过加工、修改而成新题，该题看似一道陈体，但经过命题者加工、润色以后使该题显得新奇、别致，充分表达了命题者独特匠心和命题者思维创造性。,解题思绪：本题考查感应电流产生条件、方向判定、导线产生感应电动势、焦耳热以及导体棒最终在导轨上静止时坐标计算,将电磁感应与磁场、电路、力和运动、动量、能量等知识有机联络，包括知识点多、综合性强本题(1)(2)小问,可按常规基本方法求解,第(3)小问中,因为I 恒定,导体棒电阻R 随时间作线性改变,所以导体棒电功率也随时间作线性改变,求导体棒产生焦耳热可用“平均值法”来求.第(4)小问中,要求确定导体棒最终在导轨上静止时坐标x,因为导体棒所受安培力是变力(随速度而变小),可将推导匀变速运动位移公式“微元法”迁移过来,选取适当物理规律(动量定理、动能定理或牛顿第二定律)列式,然后采取“累积法”求解.力、电、磁综合题分析和计算，要掌握善于用动量、能量观点解题,出现变量问题,宜采取“微元法”“累积法”来突破.,第19页,解析：（1)0到,t,时间内，导体棒位移,t,时刻导体棒长度,l,=,x,导体棒电动势,回路总电阻,电流强度,电流方向,b,a,.,(3)解法 考虑平均电功率求解,导体棒电阻,t,时刻导体棒电功率,P t,解法二 考虑平均电阻求解,t,时刻导体棒电功率,因为,I,恒定，,所以,(2),第20页,(4),解法 利用动量定理求解,撤去外力后，设任意时刻,t,导体棒坐标为,x,速度为,v,取很短时间t,在,t,t,+t时间内，由动量定理得,得,又,扫过面积,(其中 ),由以上三式得,第21页,解法二 利用动能定理求解,撤去外力后，设任意时刻,t,导体棒坐标为,x,速度为,v,取很短距离x,在,x,x,+,x,由动能定理得,忽略高阶小量,得,得,所以,第22页,1.要重视利用物理分析方法,高考物理压轴题重视考查考生物理分析能力：首先分析试题所提供物理过程(物理情境)，了解其中物理条件和物理意义，找出其中起主要作用原因,然后把物理过程(物理情境)分解为若干个简单过程，分析每个过程中各物理量改变以及它们之间关系,最终依据物理规律建立物理量之间关系式.惯用物理分析方法有理想模型法、矢量法、临界法、累积法、对称法、控制变量法、变换参考系法、综合分析法等,这些方法在求解高考物理压轴题时往往要同时利用和交叉利用.,物理压轴题求解方法：,第23页,2.要重视利用数学方法,高考物理压轴题对应用数学知识解题能力要求较高,解题时要善于利用数学工具(函数、微分、求导、积分、图象、图线等)来帮助分析物理过程或状态，这么有利于形象地了解物理过程,快速分析求解。值得一提是,有一个从数学微积分中移植过来方法叫“微元法”,在近年高考物理或物理竞赛中频频出现,“微元法”就是把研究对象分割成无限多个无限小部分，或把物理过程分解成为无限多个无限短过程，抽取其中一个微小部分或极短过程加以研究方法,利用这种方法往往可将变量转化为常量，将非理想模型转化为理想模型，使复杂问题变得简单易解,微元法解题关键是正确选取“微元”,这些“微元”是任意，又是含有代表性，依据处理问题需要，通常选取微元有：长度元,l,、角度元、时间元,t,、面积元,S,、体积元,V,、质量元,m,、电荷元,q,等瞬时速度概念建立、匀变速直线运动位移公式推导、变力功分析计算等都利用了“微元法”,这是一个科学抽象思维方法，也是一个数学技巧，它有利于培养微观洞察力和宏观驾驭力,第24页,3.要重视思维方法,求解高考物理压轴题思维方法往往各种多样,本题所考查物理情境并不陌生，为导体切割磁场线模型，这种综合题给出一定新情境，含有一定探究性，要求考生在情境中自行设定与寻找解题思维方法，本题求解既能够采取利用动量定理，也可采取利用动能定理，还可采取利用牛顿第二定律，学生可依据题目提供信息，寻找各种路径处理问题，以此考查考生思维灵敏性、灵活性为了正确解答这一类问题，考生要重视思维方法归纳，如：类比法、迁移法、特值法、对称法、极端思维法等,还应重视思维方法拓展，提升自己思维广泛性.,第25页,4.要重视解题得分技巧,高考物理压轴题往往设置多个小问题,并含有一定梯度,以提升试卷对考生区分度,有利于高校选拔新生,考生在求解高考压轴题应经过审题搞清题中信息,分步求解,如本题(1)(2)两小问考查基础知识,普通考生都能得分,假如放弃求解,十分可惜;本题第(3)小问,难度中等,基础很好考生应努力攻克;第(4)小问思维难度较大,不但物理过程复杂,而且对利用数学工具解题能力要求也较高,考生应依据自己能力科学地进行答题定位，假如没有思绪,应果断放弃,以确保前边基础题、中等题得分.高考是对每位考生知识和能力全方面考评，在高考中应尽可能发挥出自己水平.另外考生要注意时间控制,复习中应加强快速分析、快速计算能力培养，注意各种解题方法和解题技巧灵活利用,力争取得最正确成绩.,第26页,劝 学 歌,今 日 里 师 生 相 聚，是 缘 分 也 是 心 气。,怕 吃 苦 别 上 学 堂，图 安 逸 另 觅 天 地。,少 壮 时 不 求 成 材，长 大 后 遭 人 嫌 弃。,学 习 要 循 序 渐 进，知 识 靠 点 滴 累 积。,待 人 要 坦 诚 率 真，谈 吐 学 潇 洒 大 气。,什 么 叫 能 力 创 新，你 得 有 丰 厚 积 蓄。,贪 玩 耍 厌 学 成 痼，不 满 足 笨 鸟 先 飞。,挨 批 评 慎 思 己 过，受 表 扬 多 找 差 距。,第27页,学 新 知 举 一 反 三，师 生 间 交 流 联 系。,一 旦 能 养 成 习 惯，学 海 舟 苦 生 乐 趣。,想 聊 天 请 到 茶 馆，要 违 纪 看 看 周 围。,上 课 时 聚 精 会 神，困 倦 了 撑 起 眼 皮。,学 费 原 父 母 血 汗，读 书 若 采 花 酿 蜜。,老 师 是 一 番 好 意，家 长 都 望 子 成 器。,人 在 世 知 恩 图 报，学 本 领 见 贤 思 齐。,做 美 梦 人 人 都 会，上 大 学 谈 何 容 易。,要 成 为 国 家 栋 梁，须 谨 记 跬 步 千 里。,第28页,