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【摘 要】高中物理在解题过程中最怕遇到物理情景丰富多彩,物理过程冗长的综合类型题,此类题经常与功能关系相结合,更是让大部分学生觉得棘手。某天忽然看到一句话:武术追求的最高境界,就是手中无剑,心中也无剑。解物理题的最高境界难道不也是这样吗?正如学武术,不可能天生就会的,要先一招一式慢慢扎实地学,然后把各招式融成一体,灵活使用,变幻莫测。学物理就象学武术一样,一招一式学。你会发现,再复杂的物理题也变得简单了。
【关键词】高中物理 计算题 解题技巧 有效审题
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.11.012
一、先学招式,注意各种定理定律的使用条件
力学领域中功能关系的主要形式有:
(1)合外力做的功等于物体动能的增量,这就是动能定理。
表达式:W合=ΔEK公式使用条件:在高中阶段只要参照系选择地球,那么在宏观低速的条件下,所有的物理过程均可使用,可以说是“万能”公式。(2)重力做的功等于重力势能增量的负值。(3)一对滑动摩擦力对系统所做的总功等于系统内能的增量。静摩擦力做功不会引起内能的变化,但滑动摩擦力做功导致系统机械能转化为系统内能。(4)机械能守恒定律:公式使用条件:惯性参考系,外力不做功,内力只有重力、弹力做功。引申:除重力、弹簧弹力之外的其他力的功等于系统机械能的变化量:W其他=△E
除了掌握以上几种功和能的关系,还必须掌握两个很有用的公式:动量定理与动量守恒定律。
(1)动量定理:I合=mv2-mv1研究对象:单个质点,一段时间。应用条件:惯性参考系。(2)动量守恒:I1=I2研究对象:系统。应用条件:系统所受外力为零或不受外力作用。
二、审题时要“慢”步走:
把每一句话所包含的物理过程翻译成它所符合的物理规律,并用公式表达出来。力学规律选用原则可简单归纳如下:
1.与位移有关的运动过程一般要考虑动能定理。2.与时间有关的物理过程可考虑动量定理(或牛顿运动定律加运动学基本运动规律)。3.与相对位移有关的物理过程优先考虑能量转化和守恒定律。
遇到碰撞、反冲、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时可考虑动量守恒定律,但要注意研究的问题是否满足守恒的条件。
以一道高考物理关于力学的计算题为例,一起来慢步走吧:例1、已知O、A、B、C为同一直线上的四点,A、B间的距离为l1,B、C间的距离为l2。一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点。已知物体通过A、B段与B、C段所用的时间相等。求O与A的距离。
分析:这个题目据有的学生考后反映做了很久,一直做不出来。原因是未知量太多,不敢大胆去设。解题的技巧之一:不管题目有用没用,需要用到的物理量大胆设出来,相信车到山前必有路。
已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2。
思1:题目中没有其他已知物理量,答案必由l1、l2及其他常量来表示。
一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点。
思2:物体做初速为零的匀加速直线运动,隐含条件是整个过程加速度必相等。
已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。
思3:明确提示AB段与BC段的时间相等。
大胆假设物体通过AB段与BC段所用的时间相等均为t,加速度为a。
利用在相邻的相等时间内通过的位移之差等于一个常量得:
L2-l1=at2 ① 再利用B点是A、C两点的中间时刻,又有:
vB=(l1+l2)/2t ② (发现无形中引入一个新的物理量VB,那么必须再找另一关系式)
vB2=2a(l+l1) ③ 由以上三式就可求出未知量l=(3l1- L)2/8(L2-l1)
例2、图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零。小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。求:(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。
我们把整个题目进行“对号入座”,即是认真审题的过程:图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。
思1:光滑即没有摩擦力,暗示当小球下落时系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,同时系统机械能守恒。
开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。
思2:系统总动量为零。
结论:由于滑块与小球质量相等,根据水平方向动量守恒,系统总动量为零,那么滑块与小球在水平方向的分速度必大小相等,方向相反!
现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住。
思3:根据题意可画出如图2所示的状态。此时,小球与滑块的速度均为水平方向,根据前面的分析:在滑块被粘住之前水平方向动量守恒,同时系统机械能守恒。得:
mV1=mV2 ① mV12/2+mV22/2=mgl ② 解得: V1=V2 =
在极短的时间内速度减为零。
思4:碰撞过程用动量定理!
以向右为正方向,对滑块:I=0-mV1 得I=-m 方向向左。
小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=600时小球达到最高点。
此时你对整个题目的物理过程了如指掌,现在题目要问什么物理量,你都有十分的把握了,看一下题目所求的物理量,第一问已解决,第二问是:小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小?这一过程可翻译为四个字:动能定理!
对小球,设拉力对小球所做的功为W,依动能定理有:
W+mgl=mV22/2 ③ 解得:W=-mgl/2
三、总结
翻译法的技巧之一:不管题目有用没用,需要用到的物理量大胆设出来,相信车到山前必有路。
翻译法的技巧之二:只要有句子,就有相应的物理公式,只要写对了物理过程,不管这个题目你会不会解到最后,都有分数可得。(在解题过程中,原始式子占据绝大部分分数,最后解题结果只占一小部分分数而已。)
要做好“慢审题,快解题”的工作,必须对各大定理定律的基本概念掌握非常到位,特别是功能关系的能量题,抓住我们的解题技巧、方法,难题也会被分解成一道道简单题,而且,当你不断尝试这类题的解题过程时,你的速度将会不断加快,到最后,你就会感受到“无招胜有招”的感觉了。
【关键词】高中物理 计算题 解题技巧 有效审题
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.11.012
一、先学招式,注意各种定理定律的使用条件
力学领域中功能关系的主要形式有:
(1)合外力做的功等于物体动能的增量,这就是动能定理。
表达式:W合=ΔEK公式使用条件:在高中阶段只要参照系选择地球,那么在宏观低速的条件下,所有的物理过程均可使用,可以说是“万能”公式。(2)重力做的功等于重力势能增量的负值。(3)一对滑动摩擦力对系统所做的总功等于系统内能的增量。静摩擦力做功不会引起内能的变化,但滑动摩擦力做功导致系统机械能转化为系统内能。(4)机械能守恒定律:公式使用条件:惯性参考系,外力不做功,内力只有重力、弹力做功。引申:除重力、弹簧弹力之外的其他力的功等于系统机械能的变化量:W其他=△E
除了掌握以上几种功和能的关系,还必须掌握两个很有用的公式:动量定理与动量守恒定律。
(1)动量定理:I合=mv2-mv1研究对象:单个质点,一段时间。应用条件:惯性参考系。(2)动量守恒:I1=I2研究对象:系统。应用条件:系统所受外力为零或不受外力作用。
二、审题时要“慢”步走:
把每一句话所包含的物理过程翻译成它所符合的物理规律,并用公式表达出来。力学规律选用原则可简单归纳如下:
1.与位移有关的运动过程一般要考虑动能定理。2.与时间有关的物理过程可考虑动量定理(或牛顿运动定律加运动学基本运动规律)。3.与相对位移有关的物理过程优先考虑能量转化和守恒定律。
遇到碰撞、反冲、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时可考虑动量守恒定律,但要注意研究的问题是否满足守恒的条件。
以一道高考物理关于力学的计算题为例,一起来慢步走吧:例1、已知O、A、B、C为同一直线上的四点,A、B间的距离为l1,B、C间的距离为l2。一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点。已知物体通过A、B段与B、C段所用的时间相等。求O与A的距离。
分析:这个题目据有的学生考后反映做了很久,一直做不出来。原因是未知量太多,不敢大胆去设。解题的技巧之一:不管题目有用没用,需要用到的物理量大胆设出来,相信车到山前必有路。
已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2。
思1:题目中没有其他已知物理量,答案必由l1、l2及其他常量来表示。
一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点。
思2:物体做初速为零的匀加速直线运动,隐含条件是整个过程加速度必相等。
已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。
思3:明确提示AB段与BC段的时间相等。
大胆假设物体通过AB段与BC段所用的时间相等均为t,加速度为a。
利用在相邻的相等时间内通过的位移之差等于一个常量得:
L2-l1=at2 ① 再利用B点是A、C两点的中间时刻,又有:
vB=(l1+l2)/2t ② (发现无形中引入一个新的物理量VB,那么必须再找另一关系式)
vB2=2a(l+l1) ③ 由以上三式就可求出未知量l=(3l1- L)2/8(L2-l1)
例2、图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零。小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。求:(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。
我们把整个题目进行“对号入座”,即是认真审题的过程:图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。
思1:光滑即没有摩擦力,暗示当小球下落时系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,同时系统机械能守恒。
开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。
思2:系统总动量为零。
结论:由于滑块与小球质量相等,根据水平方向动量守恒,系统总动量为零,那么滑块与小球在水平方向的分速度必大小相等,方向相反!
现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住。
思3:根据题意可画出如图2所示的状态。此时,小球与滑块的速度均为水平方向,根据前面的分析:在滑块被粘住之前水平方向动量守恒,同时系统机械能守恒。得:
mV1=mV2 ① mV12/2+mV22/2=mgl ② 解得: V1=V2 =
在极短的时间内速度减为零。
思4:碰撞过程用动量定理!
以向右为正方向,对滑块:I=0-mV1 得I=-m 方向向左。
小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=600时小球达到最高点。
此时你对整个题目的物理过程了如指掌,现在题目要问什么物理量,你都有十分的把握了,看一下题目所求的物理量,第一问已解决,第二问是:小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小?这一过程可翻译为四个字:动能定理!
对小球,设拉力对小球所做的功为W,依动能定理有:
W+mgl=mV22/2 ③ 解得:W=-mgl/2
三、总结
翻译法的技巧之一:不管题目有用没用,需要用到的物理量大胆设出来,相信车到山前必有路。
翻译法的技巧之二:只要有句子,就有相应的物理公式,只要写对了物理过程,不管这个题目你会不会解到最后,都有分数可得。(在解题过程中,原始式子占据绝大部分分数,最后解题结果只占一小部分分数而已。)
要做好“慢审题,快解题”的工作,必须对各大定理定律的基本概念掌握非常到位,特别是功能关系的能量题,抓住我们的解题技巧、方法,难题也会被分解成一道道简单题,而且,当你不断尝试这类题的解题过程时,你的速度将会不断加快,到最后,你就会感受到“无招胜有招”的感觉了。