解答物理题 易出现的几类无谓失分

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  一、审题类 
  
  审题的目标是弄清物理情景、已知量和未知量、解决问题所需要的物理规律等,通常采用“眼看、脑思、嘴读、手画”多种思维活动方式,审题要全面细致,特别重视题中的关键词和数据,充分地想象、分析、判断,建立起完整准确的物理情景和模型.画出草图展示物理情景,如不能认真审题,会感到题目无从下手或无法正确地列出方程,导致考试严重失分.
  例1 在xOy坐标系内存在按图1所示规律变化的匀强电场和匀强磁场,电场沿y轴正方向,场强为E0,磁场垂直纸面向外,磁感应强度为B0.一质量为m、电荷量为q的正粒子,在t=0时刻从y轴上某处沿x轴正向射入,已知0~1×
  2πm qB0时间内粒子做直线运动.不计粒子重力.求:
  
  (1)粒子射入时的速度.
  
  (2)在0~4×2πm qB0时间内,粒子沿y轴方向的位移.
  
  (3)若粒子的速度第二次沿x轴负向时,恰好经过x轴.则t=0时粒子的纵坐标为何值?
  
  学生甲:
  解:(1)qv0B0=qE0,所以v0=E0 B0
  (2)0-1×2πm qB0
  ,粒子未发生竖直正移
  1~2×2πm
  
  qB0时间内,
  qE0=na
  y=1 2at2
  
  解得y1=2π2mE0 qB20
  3~4×2πm
  
  qB0时间内qv0B=mv20 R
  所以R=mv0 qB0=mE0 qB20
  ,T=2πm qB0.
  学生乙
  
   点评 :本题的难点是第(2)、(3)两问.粒子的运动过程分为四个阶段:0~1×2πm
  
  qB0时间内的匀速直线运动、1×
  
  2πm
  
  qB0~2×2πm qB0时间内的类平抛运动、2×
  
  2πm qB0~3×
  2πm qB0时间内的匀速圆周运动、3×
  
  2πm qB0~4×
  2πm qB0时间内的曲线运动(x方向匀速运动和y方向初速度不为零的匀加速运动的合运动).〖BP(〗学生甲出现的错误:没有正确审题,没有正确建立粒子运动情景.①2×2πm qB0~3×
  
  2πm qB0 (答卷上是3~4×
  
  2πm qB0)时间内是一个完整的圆周运动,而该生认为粒子在y方向向上运动了位移y2=2R.
  
  ②3×2πm qB0~4×
  2πm qB0时间内,粒子y方向做初速度不为零的匀加速运动,而该生认为粒子y方向做初速度为零的匀加速运动,错误地认为y3=y1.
  学生乙出现的错误:时间表示方法不正确,没有正确审题,没有正确建立粒子运动情景.①表示时间段应该用2× ~3× 和3× ~4× ,而该生写成了2×   
   解 :(1)在0~1×
  
  2πm qB0时间内粒子做匀速直线运动,qE0=qv0B0
  ,
  解得:v0=E0 B0.
  
  (2)在1×2πm qB0~4×
  
  2πm qB0时间内粒子做了一个完整的圆周运动和Δt=2×
  
  2πm qB0的类平抛运动
  qE0=ma,
  
  Δy=1 2aΔt2.
  
  解得Δy=
  8π2mE0 qB0.
  
  (3)在t=4×2πm qB0时,vy=aΔt=
  
  4πE0 B0,
  
  tanθ=
  
  vy v0=4π.
  
  v=v2x+v2y
  =1+16π2
  E0 B0
  
  在4×
  
  2πm qB0~5×
  2πm qB0时间,粒子做圆周运动,qvB0=m
  
  v2 R.
  
  解得:R=mE0 qB0
  1+16π2
  
  t=0时,粒子的纵坐标:y=Rcosθ+R-Δy,
  
  整理得:y=(1+1+16π2
  -8π2)mE0 qB20.
  
   二、计算类 
  
  在高考中,实验题的填空部分有许多是有关数值运算的,计算题也有许多是数值运算的.高考对计算题有明确的要求:“……有数值运算的题目,要明确地写出数值和单位”.此类题目考查了同学们的数学运算能力.但有许多同学平时没有养成仔细运算的习惯,出现一些低级的运算错误,如10+7=10.7,
  
  2 10=0.5,4×8=36,
  2 5=2.5等等.
  
  例2 一半径为R=0.8 m的半圆形凹槽按如图3所示的方式置于水平地面上,凹槽内侧光滑,紧挨着凹槽的左侧有一足够长的长木板,但两者没有拴接,长木板的右侧上端正好和凹槽内侧相切,两者位于同一竖直平面内,质量均为M=2 kg.质量不计的轻弹簧的一端固定在凹槽的最低点B,另一端连接一可视为质点的质量为m=1 kg小物块.现给长木板施加一水平向右的推力F,使整个系统共同向右做匀加速直线运动,此时小物块处于凹槽内与竖直方向成θ=60°的位置,且凹槽对小物块的支持力恰好为零.已知长木板、凹槽与地面间的动摩擦因数均为μ1=0.2,小物块与长木板上表面的动摩擦因数为μ2=0.5(g取10 m/s2,结果可保留根号).求:
  
  (1)整个系统匀加速运动的加速度;(2)力F的大小;(3)若整个系统从静止开始运动t=
  
  2 156 s后将推力F撤掉,同时锁定凹槽,并迅速撤掉轻弹簧.小物块由于与凹槽的瞬时作用只剩下沿切线方向的分速度,试通过计算分析判断小物块m能否越过凹槽的最高点?若能,请确定小物块距B点的最终位置;若不能,请确定小物块距B点的最终位置.
  
   解 :(1)对小物块受力分析如图4所示,
  F弹cos30°=ma,
  F弹sin 30°=mg,
  
  A=g tan30°=3g
  =10
  
  3 m/s2,
  
  (2)F-μ1(2M+m)g=(2M+m)a,
  
  解得:F=(10+503) N.
  
  (3)撤去力F前的瞬间,小物块的速度为v0,方向水平向右
  
  v0=at=103×
  2 156 m/s=42 m/s
  
  锁定瞬间,小物块垂直于曲面切线的速度分量瞬间损失为零,只剩下沿曲面切线向上的速度分量v切.
  
  v切=v0sin 30°=22 m/s.
  
  当小物块以v切沿圆周向上减速到零时,上升的高度为h.-mgh=0-
  
  1 2mv2切.
  
  H=0.4 m,h  
  小物块正好上升了h=R 2高度,即正好上升到与O点等高位置,然后会返回到B点,滑上长木板 
  
  μ2mg<μ1(M+m)g,
  
  所以长木板不动 mgR=1 2mv2B-0.
  
  vB=4 m/s,-μ2mgs=0-
  
  1 2mv2B,
  
  s=1.6 m.
  小物块最终距B点距离s=1.6 m.
   三、公式类 
  
  物理公式是物理学家经过多年的实验探究,然后利用数学知识进行逻辑推理得出的,物理的每一个公式都有一定的物理意义,考试时要求考生书写物理公式时要准确、规范,许多考生就是因为公式书写不准确、不规范造成后面的运算出现错误,而失去了大量的分数.
  
  例3 如图5所示,AB是倾角为53°的斜面,上端与一段光滑的圆弧BC相切于B点,C是圆弧的最高点,圆弧的半径R=0.9 m,A、C与圆弧的圆心O在同一竖直线上,一质量为1 kg的物体在与斜面平行的力F的作用下,从A点沿斜面向上运动,物体到达B点时撤去该力,物体将沿圆弧运动恰好通过C点,物体与斜面间的动摩擦因数是0.25,物体可看成质点,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10 m/s2.求:
  
  (1)物体通过C点时的速度.
  
  (2)物体落在水平地面上的位置到A点的距离.
  
  (3)拉力F的大小.
  
  
   解 :(1)在C点由牛顿第二定律得:mg=m
  
  v2C R
  
  vC=3 m/s
  
  (2)物体做平抛运动,下落的高度为H,由几何知识得
  
  H=R+R cos53°=2.4 m
  
  H=
  1 2gt2,
  x=vCt
  
  解得:x=63 5 m≈2.1 m 
  
  (3)由几何知识得斜面的长为:L=Rtan 53°=1.2 m.
  
  A到C由动能定理得FL-mgH-μmgLcos 53°=
  1 2mv2C
  
  F=25.25 N.
  四、规范类 
  
  从各种考试的阅读情况来看,许多考生的答卷因不规范导致大量失分.
  
  1.语言不准确,字母不规范
  
  有些考生在解答过程中运用了一些非物理语言,有些考生只用了物理语言,但表述错误,如把“定律”写成“定理”、把“定理”写成“定律”等;对于题中没有给出的物理符号,在使用时没有说明含义,有些考生没用题中的字母符号,而是使用了其他相近的符号,如将v0写成v,把θ写成α,把g写成a等.
  
  2.步骤不规范
  
  考试中有些考生对物理情景模糊,没画运动示意图或物体受力示意图,计算过程中,不写物理公式,直接书写数据之间的关系式,计算过程不使用国际单位制,公式与文字写在一起,好像一段小文章,把方程淹没在文字之中.书写过程太随意,按自己的思路随意写一些表达式,所写的方程与物理规律相差甚远.
  
  3.解题不规范
  
  解题结果应准确、简洁、全面.但有些考生并没有注意这一点,答案的有效数字位数不正确,结果不带单位,矢量没有说明方向,没有说明结果的意义等.
  
  
  例4 如图7甲所示,在Ⅰ、Ⅱ两处区域有磁感应强度均为B的匀强磁场,磁场方向相反且垂直纸面,两磁场边界平行,与水平方向夹角45°,两磁场间紧靠边界放置长为L、间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1O2为平行板的中线.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b,质量为m,电荷量为+q,初速度不同.粒子a在图乙中的t=T 4时刻,从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出.粒子b恰好从M板左端进入电场.不计粒子重力和粒子间相互作用,求:
  
  (1)粒子a、b从Ⅰ磁场边界射出时的速度va、vb;
  
  (2)粒子a从O点进入Ⅰ磁场到射出Ⅱ磁场运动的总时间;
  
  (3)如果交变电场的周期T=4mqB,要使粒子b能够穿出板间电场,则电场强度大小E0满足的条件.
  
   解 :(1)如图8所示,粒子a、b在磁场中均转过90°,平行于金属板进入电场.
  
  由几何关系可得ra=d 2,rb=d.
  
  由牛顿第二定律有 qvaB=mv2a ra
  
  qvbB=mv2b rb,
  
  解得va=qBd 2m,
  vb=qBd m.
  
  (2)粒子a在磁场中的运动轨迹如图9
  在磁场中运动周期为T0=2πm qB,
  在磁场中运动时间t1=T0 4
  =T0 4
  =πm qb.
  
  粒子在两磁场边界之间运动时,水平方向做匀速直线运动,所用时间为
  
  t2=
  (d 2+L+d 2) va
  =2m(d+L) qBd.
  
  则全程所用时间为t=t1+t2=
  πm qB+2m(d+L) qBd.
  
  (3)粒子在磁场中运动的时间相同,a、b同时离开Ⅰ磁场,a比b进入电场落后时间Δt=
  d 2va
  =m qB
  =T 4.
  
  故粒子b在t=0时刻进入电场.
  
  由于粒子a在电场中从O2射出,在电场中竖直方向位移为0,故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍,由于vMb=2va,b在电场中运动的时间是tb=
  1 2ta.可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍,即
  tb=
  L vb=nT 2.
  
  N=2L Tvb.
  
  粒子b在T 2内竖直方向的位移为y=
  1 2a(T 2)2.
  
  粒子在电场中的加速度a=
  qE0 m.
  
  由题知T=
  4m qB.
  
  粒子b不能穿出板间电场应满足ny≤d,
  
  解得E0≤qd2B2 mL.
  送你几个赠分策略
  
  1. 仔细审题,明确题意
  
  每一道计算题,首先要认真读题,弄清题意.我们初审时所获取的信息,可能既包含有利的解题信息,又包含不利的解题信息,也有可能是不完整的,这都会使解题偏离正确的方向,造成一步错步步错的局面.在审题中,要全面细致,特别要重视题中的关键词和数据,一般物理题描述的可能是一个较为复杂的运动过程,此种情况下,要把整个过程分解成几个不同的阶段,充分地想象、分析、判断,建立起完整准确的物理情景和模型,还常常要通过画草图展示物理情景来帮助理解题意,保证审题的准确性.否则,一旦做题方向偏了,只能是白忙一场.
  
  2. 平时严格,考试冷静
  
  在平时的每一次训练、每一次测验都要严格要求自己,做到认真书写、公式规范、运算准确,养成仔细认真的好习惯.考试中心态“安静”,脑子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰.情绪稳定,效率提高.
  
  3. 老师教导,切记莫忘
  
  切记:所有物理量要用题目中所给出的.没有的要设出,并详细说明其物理意义.
  切记:物理解答要的是“诗歌”而不是“散文”.
  切记:物理要写原始公式,而不是导出公式.
  切记:既然是计算题就不要期待一步成功.分步写,慢慢写,别着急代入数据.
  切记:要建立模型,高中物理计算无非是对运动学、牛顿运动定律、能量守恒、机械能守恒、动能定理、带电粒子在复合场中的运动、法拉第电磁感应定律的考查而已.
  切记:将几个过程拆分,各个击破.
  切记:实在不会做,那么将题中可能用到的公式都写出来,不会倒扣分.
  切记:注意单位换算,题中所有单位都用国际单位.不过,用字母表示的答案千万不要写单位.
  切记:最好写出答案,并回头验算.
  切记:画草图是可以帮助解题的.
  
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