2019高考物理大二轮实用课件：题型三 计算题 3 .pptx

题型三 计算题,-2-,题型分析,增分策略,计算题文字叙述量一般较大,往往涉及多个物理过程;所给物理情境较复杂,涉及的物理模型较多且不明显,甚至很隐蔽;要运用较多的物理规律进行论证或计算才能求得结论;题目的分值也较重。 高考中的计算题考点相对固定,主要有以下几个方面:匀变速直线运动规律的应用;用动力学和能量观点处理多过程问题;带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动;运用动力学和能量观点分析电磁感应问题。,-3-,题型分析,增分策略,一、审题要慢,答题要快 只有认真审题,透彻理解命题的意图、试题给定的物理情境、各物理量间的对应关系、物理过程所遵循的物理规律,才能快速正确答题。所谓审题要慢,就是要仔细,要审透,关键的词句理解要到位,能够深入挖掘试题的条件,提取解题所需要的相关信息,排除干扰因素。要做到这些,必须通读试题,对于括号内的内容,千万不要忽视。,-4-,题型分析,增分策略,二、建立模型,总体把握 建模是解题过程中最为关键的一个环节,无论是简单问题还是复杂问题,都需要正确建立模型。建模可以从“数、形、链”三个方面进行。所谓“数”即物理量,可以是具体数据,也可以是符号;所谓“形”,就是将题设物理情境以图形的形式呈现出来;所谓“链”,即情境链接和条件关联。情境链接就是将物理情境分解成各个物理子过程,并将这些子过程由“数、形”有机地链接起来,条件关联即“数”间关联或存在的临界条件关联等。“数、形、链”三位一体,三维建模,一般分三步:,-5-,题型分析,增分策略,1.分析和分解物理过程,确定不同过程的初、末状态,将状态量与过程量对应起来。 2.画出关联整个物理过程的思维导图,对于物体的运动和相互作用过程,直接画出运动过程草图。 3.在图上标出物理过程和对应的物理量,建立情境链接和条件关联,完成情境模型。,-6-,题型分析,增分策略,三、必要的文字说明 必要的文字说明的目的是说明物理过程和答题依据,应该从以下几个方面给予考虑: 1.说明研究对象(个体或系统,尤其是要用整体法和隔离法相结合求解的题目,一定要注意研究对象的转移和转化问题)。 2.画出受力分析图、电路图、光路图或运动过程的示意图。 3.说明所设字母的物理意义。 4.说明规定的正方向、零势能点(面)。 5.说明题目中的隐含条件、临界条件。 6.说明所列方程的依据、名称及对应的物理过程或物理状态。 7.说明所求结果的物理意义(有时需要讨论分析)。,-7-,题型分析,增分策略,四、要有必要的方程式 物理方程式是表达的主体,如何写出,要重点注意以下几点: 1.写出的方程式(这是评分依据)必须是最基本的,不能以变形的结果式代替方程式(这是相当多的考生所忽视的)。如带电粒子在匀强磁场中运动时应有qvB= ,而不是其变形结果式 。 2.先写表达式,后统一代入数值运算。 3.保持方程形式,不要用连等式,不断地“续”进一些内容。 4.方程式用到多个的,应分式布列(分步得分),不要合写一式,以免一错而导致全错,对各方程式最好能编号。,-8-,题型分析,增分策略,五、要有必要的演算过程及明确的结果 1.演算时一般先进行推导运算,从列出的一系列方程推导出结果的表达式,最后代入数据得出结果。这样既有利于减轻运算负担,又有利于一般规律的发现,同时也能避免中间环节运算错误,导致整个运算过程全部错误。 2.数据的书写一般要用科学记数法。 3.计算结果有效数字的位数应根据题意确定,一般应与题目中的数据相近,取两位或三位即可。如有特殊要求,应按要求确定。 4.计算结果是数据的要有单位,若结果是字母符号的不用带单位。,-9-,题型分析,增分策略,六、解题过程中的小窍门 1.“代入数据”解方程的具体过程,可以不写出。 2.所涉及的几何关系只需写出判断结果而不必证明。 3.重要结论的文字表述要写出来。 4.所求的方程若有多个解,都要写出来,然后通过讨论,舍去不符合条件的。 5.数字相乘时,数字之间不要用“·”,而应用“×”进行连接;相除时也不要用“÷”,而应用分式。,-10-,题型分析,增分策略,七、使用各种字母符号要规范 1.字母符号要书写清楚、规范,忌字迹潦草。阅卷时因为“v、r、”不分,“M、m”或“L、l”大小写不分,“G”的草体像“a”,希腊字母“、”笔顺或形状不对而被扣分也屡见不鲜。 2.尊重题目所给定的符号,一定不要再另立符号。如题目给出半径是r,若写成R就算错。 3.一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字母多用;一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆。 4.尊重习惯用法。如拉力用F,摩擦力用Ff表示,阅卷人一看便明白,如果用反了就会带来误解。,-11-,题型分析,增分策略,5.角标要讲究。角标的位置应当在右下角(表征物理量特点),比字母本身小许多。角标的选用亦应讲究,如通过A点的速度用“vA”就比用“v1”好;通过某相同点的速度,按时间顺序第一次用“v1”、第二次用“v2”就很清楚,如果倒置,必然带来误解。 6.物理量单位的符号源于人名的单位,由单个字母表示的应大写,如库仑C、亨利H;由两个字母组成的单位,一般前面的字母用大写,后面的字母用小写,如Hz、Wb。,-12-,题型分析,增分策略,八、学科语言要规范 1.学科术语要规范。如“定律”“定理”“公式”“关系”“定则”等词要准确,不要有“牛顿运动定理”“动能定律”“四边形公式”“油标卡尺”等错误说法。 2.语言要富有学科特色。如在有图示的坐标系中将某方向说成“西南方向”“南偏西45°”“向左下方”等均是不规范的,应说成“与x轴正方向的夹角为135°”或“如图所示”等。,-13-,题型分析,增分策略,九、绘制图形、图象要清晰、准确 1.必须用铅笔(便于修改)、圆规、刻度尺、三角板绘制,反对随心所欲徒手画。 2.画出的示意图(受力分析图、电路图、光路图、运动过程图等)应大致能反映有关量的关系,图文要对应。 3.画函数图象时,要画好坐标原点和坐标轴上的箭头,标好物理量的符号、单位及坐标轴上的数据。,-14-,一,二,一、力学计算题 热点例析 一、牛顿运动定律、运动学公式、受力分析与数学知识的综合应用 例1如图所示,一质量m=0.4 kg 的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿粗糙斜面向上做匀加速运动,经t=2 s 的时间物块由A点运动到B点,到达B点的速度为8 m/s,已知斜面倾角=30°,重力加速度g取10 m/s2。 (1)求物块加速度的大小及A、B间的距离。 (2)若拉力F与水平面夹角为60°时,所用拉力为 N,则动摩擦因数为多大?,-15-,一,二,-16-,一,二,(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为,受力分析如图所示, 根据几何关系=60°-=30° 由牛顿第二定律得 Fcos -mgsin -Ff=ma Fsin +FN-mgcos =0 Ff=FN,-17-,一,二,技巧点拨 牛顿运动定律的两类动力学问题,实际上就是力和运动关系的问题。当知道了物体的受力情况,就可以根据牛顿第二定律求出加速度,进而结合物体的初始条件确定它做什么运动;当知道了物体的运动情况,根据运动学公式求出加速度,再根据牛顿运动定律求出物体受的力。可见加速度是十分关键的物理量。,-18-,一,二,二、动力学和能量转化与守恒的综合应用 例2如图所示,一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮,两端分别连接物块A和B,B的下面通过轻绳连接物块C,A锁定在地面上。已知B和C的质量均为m,A的质量为 m,B和C之间的轻绳长度为l,初始时C离地的高度也为l。现解除对A的锁定,物块开始运动。设物块可视为质点,落地后不反弹。重力加速度大小为g。求: (1)A刚上升时的加速度大小a; (2)A上升过程的最大速度大小vm; (3)A离地的最大高度H。,-19-,一,二,-20-,一,二,技巧点拨 (1)分析物体在每段运动过程中的受力特点和运动特点,从而分析出物体在运动中遵循的规律。在应用动能定理解题时首先要弄清物体的受力情况和做功情况。 (2)应用动能定理列式时要注意运动过程的选取,可以全过程列式,也可以分过程列式。,-21-,一,二,拓展训练(2016·全国卷)轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数 =0.5。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g。 (1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离。 (2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围。,-22-,一,二,解析 (1)依题意,当弹簧竖直放置,长度被压缩至l时,质量为5m的物体的动能为零,其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律,弹簧长度为l时的弹性势能为 Ep=5mgl 设P的质量为m',到达B点时的速度大小为vB,由能量守恒定律得,-23-,一,二,-24-,一,二,-25-,一,二,三、动量守恒定律在动力学中的综合应用 例3如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求: (1)B与C碰撞前A、B的速度; (2)弹簧具有的弹性势能。,-26-,一,二,解析 (1)A、B被弹开的过程中,A、B系统动量守恒,设弹开后A、B速度分别为vA、vB,有 3mv0=2mvA+mvB 全过程动量守恒,3mv0=5mvA,-27-,一,二,规律方法灵活运用动量守恒定律解决问题 1.分析题意,明确研究系统。 2.分析系统的受力情况,判断系统动量是否守恒。 3.规定正方向,确定系统的始末状态动量的大小及方向。 注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度一般取地面为参考系。 4.根据动量守恒定律列方程求解。 5.对求解的结果加以分析、验证和说明。,-28-,一,二,二、电磁学计算题 热点例析 一、带电粒子在电磁场中的运动 例1在如图所示的xOy坐标系的第一象限的三角形区域AOB内有垂直于纸面向外的匀强磁场,将一质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O以初速度v0垂直于AB射入磁场。已知A的坐标为 ,B的坐标为(3a,0)。 (1)欲使粒子能够再次经过x轴上的OB段,求磁场的磁感应强度B的最小值及在磁感应强度最小的情况下粒子在磁场中运动的轨迹方程。 (2)在第(1)问中的磁感应强度B的情况下,在第四象限另有一矩形磁场,使粒子经过x轴后立即进入该磁场,然后粒子恰好从B点离开此矩形磁场返回到第一象限,求该磁场的最小面积(取 =1.732)。,-29-,一,二,答案 见解析 解析 (1)粒子进入磁场后的轨迹圆与磁场边界相切时,磁感应强度最小,如图甲所示。,甲,-30-,一,二,(2)如图乙所示,粒子进入第四象限矩形磁场区域时的速度方向与x轴正方向成60°角斜向下 根据几何关系,有,乙,-31-,一,二,技巧点拨 (1)判定洛伦兹力的方向用左手定则,特别注意是负电荷的情况。 (2)根据题意,认真审题,确定圆心和半径,画出轨迹示意图。 (3)确定半径的方法:作出辅助线,构成直角三角形,利用勾股定理或函数关系进行求解。,-32-,一,二,-33-,一,二,-34-,一,二,-35-,一,二,-36-,一,二,-37-,一,二,技巧点拨 解决带电粒子在复合场中运动问题的突破口是合理选取研究过程,应用运动学公式求解。,-38-,一,二,拓展训练1如图所示,足够大的荧光屏ON垂直于xOy坐标面,与x轴夹角为30°,当y轴与ON间有沿+y方向、电场强度为E的匀强电场时,一质量为m、电荷量为-q的离子从y轴上的P点,以速度v0、沿x轴正向射入电场,恰好垂直打到荧光屏上的M点(图中未标出)。现撤去电场,在y轴与ON间加上垂直坐标面向里的匀强磁场,相同的离子仍以速度v0从y轴上的Q点沿x轴正向射入磁场,也恰好垂直打到荧光屏上的M点,离子的重力不计。,-39-,一,二,(1)求离子在电场中运动的时间t1。 (2)求P点距O点的距离y1和离子在磁场中运动的加速度大小a。 (3)若相同的离子分别从y轴上的不同位置以速度v=ky(y0,k为常数)、沿x轴正向射入磁场,离子都能打到荧光屏上,求k应满足的条件。,-40-,一,二,-41-,一,二,-42-,一,二,二、应用动力学和能量观点处理电磁感应问题 例3如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜线框,为了检测出个别未闭合的不合格线框,让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下),观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d,磁场的磁感应强度为B。各线框质量均为m,电阻均为R,边长均为l(ld);传送带以恒定速度v0向右运动,线框与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g。线框在进入磁场前与传送带的速度相同,其右侧边平行于MN进入磁场,当闭合线框的右侧边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长,且在传送带上线框始终保持右侧边平行于磁场边界。对于闭合线框,求:,-43-,一,二,(1)线框的右侧边刚进入磁场时所受安培力的大小; (2)线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值; (3)从线框右侧边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对该闭合铜线框做的功。,答案 见解析,-44-,一,二,-45-,一,二,(3)线框从右侧边进入磁场到运动至磁场边界PQ的过程中 线框受摩擦力Ff=mg 由功的公式WFf1=Ffd解得 WFf1=mgd 闭合线框出磁场与进入磁场的受力情况相同,则完全从磁场出来的瞬间速度为v;在线框完全出磁场后到与传送带速度相同的过程中,设其位移为x,解得x=d-l 闭合线框从其右侧边刚出磁场到与传送带共速的过程中位移x'=x+l=d 在此过程中摩擦力做功WFf2=mgd 因此,闭合铜线框从刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对闭合铜线框做的功W= WFf1+WFf2=2mgd。,-46-,一,二,技巧点拨 解决这类问题的基本方法: (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。 (2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式。 (3)分析导体机械能的变化,用能量守恒得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。 (4)感应电路中的功能关系分析: 准确把握安培力的特点: F=BIl= v(B与I垂直)。 功是能量转化的量度:“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;同理,安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。,-47-,一,二,拓展训练2如图所示,两条相同的L形金属导轨平行固定且相距d=1 m。LM、OP在同一水平面上且处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B1=1 T;MN、PQ与水平面成37°角,有垂直于轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度B2=3 T。金属棒ab质量为m1=0.2 kg、电阻R1=1 ,金属棒ef质量为m2=0.5 kg、电阻为R2=2 ,其他电阻不计。ab置于光滑水平导轨上,ef置于动摩擦因数=0.5的倾斜导轨上,均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,ab棒在水平恒力F1的作用下由静止开始向右运动,ef棒在沿斜面向上的力F2的作用下保持静止状态。当ab棒匀速运动时撤去力F2,金属棒ef恰好不向上滑动(设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,ab始终在水平导轨上运动,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:,-48-,一,二,(1)当金属棒ab匀速运动时,其速度为多大; (2)金属棒ab在运动过程中最大加速度的大小; (3)金属棒ab从静止开始到匀速运动用时1.2 s,此过程中金属棒ef产生的焦耳热为多少。,答案 (1)5 m/s (2)8.3 m/s2 (3)1.7 J,-49-,一,二,解析 (1)金属棒ef恰好不上滑, 由平衡条件得m2gsin 37°+m2gcos 37°=B2Id 由闭合电路欧姆定律得E=I(R1+R2) 金属棒ab产生电动势E=B1dv 解得v=5 m/s。 (2)金属棒ab匀速运动时,由平衡条件得F1=B1Id 也就是金属棒ab在受到F1作用还没有滑动时,加速度最大, 由牛顿第二定律得 。,-50-,一,二,