一、解答物理问题的规范要求。
每年高考成绩出来,总有一些考生对自己的得分感到有差异,甚至有的还感到相差甚远。造成这种情况的原因很多,但是其中的主要原因是答题不规范。所谓解题规范化,简单地讲就是解题要按一定的格式进行,**并茂,书写整洁,来龙去脉交代清楚,结论正确。
一般来说,高考物理的参***和评分标准就是解题规范化的量化依据。参照高考物理解题的要求,解题规范化应包括:解题思路的规范,解题步骤的规范,书写表达的规范,说明讨论的规范。
依据高考试题的参***和评分标准,我们总结了解题规范化的一般模式,作为同学们解答物理试题时参考。
1、画图分析。
主要是画原理分析图和物理过程示意图,如受力分析图、运动过程示意图、等效电路图、光路图等。目的是有助于解题过程表达的简洁性,有助于分析题意,找出解题方法。
2、必要的文字说明。
文字说明的语言要简洁、明确、规范,主要有下列六个方面:
说明研究对象。可采用“对物体a”、“对a、b组成的系统”等简洁的形式。
指出物理过程和状态。如“从a→b”、“在t时刻”等简单明了的说法。
假设所求的物理量或题中没有但解题却需要的中间变量。如“设……”令……”等熟知的说法或“各量如图中所示”(在原理图和过程图上表出各量)。
写明解题依据。如“由……定律,有”、“据……得”等。
解题过程中必要的关联词。如“将……代入”、“由……得出(或求得)”等。
对原因、结果的补充说明。
3、列出方程式。
主要是物理公式和解题相关的数学公式。该步骤要注意以下几点:
一定要写方程的原式,而不是变形式或结果计算式。
所列方程要与解题密切相关,不要堆砌方程。方程过多,容易造成解题的混乱。
列方程时,物理量的符合要用题中所给的符号。若使用题中没有的物理量符号时,也一定要使用课本上统一的符号。
4、解题过程详略得当。
写出重要的关系式和推导步骤。详细的推导、整理过程则一般不用写。
5、代数运算正确。
从原方程求解最后结果时,要先推导出最简形式的计算式,再把单位统一后的数据代入,写出计算结果和单位,中间运算过程无需写上。要尽量避免步步计算。
6、结果表达准确。
结果的表达明确。要有数值和单位。如果是矢量,要用正负号表示或说明其方向性。
7、做出必要的说明和讨论。
如果需要说明或讨论的,一定要有准确地说明或必要的讨论。
下面通过几个高考试题说明,请同学注意体会。
例1】(20分)电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为u的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示。磁场方向垂直于圆面。
磁场区的中心为o ,半径为r 。当不加磁场时,电子束将通过o点而打到屏幕的中心m点。为了让电子束射到屏幕边缘p ,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度θ ,此时磁场的磁感应强度b应为多少?
参***:电子在磁场中沿圆弧ab运动,圆心为c,半径为r。以v表示电子进入磁场时的速度,m、e分别表示电子的质量和电量,则。
eu=mv2
又有 tg由以上各式解得。
b说明:解答本题主要是三个方程,其中的u 、r 、θb 的物理意义题目中已经说明,因此解答时就不需要再进行说明了,但其它的物理量就必须要说明,这样所列出的方程才有效,否则是无效方程。
例2】(27分)有三根长度皆为l=1.00 m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的o点,另一端分别挂有质量皆为m=1.00×10-2 kg的带电小球a和b,它们的电量分别为一q和+q,q=1.
00×10-7c。a、b之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为e=1.
00×106n/c的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时 a、b球的位置如图所示。现将o、b之间的线烧断,由于有空气阻力,a、b球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。
(不计两带电小球间相互作用的静电力)
参***:右图中虚线表示a、b球原来的平衡位置,实线表示烧断后重新达到平衡的位置,其中α 、分别表示细线oa、ab与竖直方向的夹角。
a球受力如右图所示:重力mg,竖直向下;电场力qe,水平向左;细线oa对a的拉力t1,方向如图;细线ab对a的拉力t2,方向如图。由平衡条件。
t1sinα+t2sinβ=qe
t2cosα=mg+t2 cos
b球受力如右图所示:重力mg,竖直向下;电场力qe,水平向右;细线ab对b的拉力t2,方向如图。由平衡条件。
t2sinβ=qe
t2cosβ=mg
联立以上各式并代入数据,得。
由此可知,a、b球重新达到平衡的位置如右图所示。与原来位置相比,a球的重力势能减少了。
ea=mgl(1-sin60
b球的重力势能减少了。
eb=mgl(1-sin60°+cos45
a球的电势能增加了。
wa=qelcos60
b球的电势能减少了。
wb=qel(sin45°-sin30
两种势能总和减少了。
w=wb-wa+ea+eb
代入数据解得。
w=6.8×10-2j
说明:从本题的解答可以看出,文字叙述主要是表达了方程中需要的而题目中又没有作出说明的物理量的意义。如α、βt1 、t2 、ea 、eb 、wa 、wb 、w 。
这样阅卷人员才能根据步骤给你得相应的分数。
二、解答物理计算题的基本思路。
计算题的解答主要是解决入手问题。通过总结我们解答计算题的思维过程,可以总结为以下步骤:
无论是简单的物理问题还是复杂的物理问题都要经历上述步骤,难点在于由语言情景经过分析判断转化为图像情景,假如说解答一个物理问题用10分钟的话,那么,由语言情景到图像情景就要7分钟。图像情景主要是画原理分析图和物理过程示意图,如受力分析图、运动过程示意图、等效电路图、光路图等。这样,列数学方程时就可以直接看图来列,就不需要反复去看题目了。
例如02年高考26题:蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.
2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.
2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g=10m/s2)
由题目可以看出本题就涉及运动员一个研究对象,为表达方便可以用一个点表示。从离水平网面3.2m高处自由下落,此过程只受重力作用mg,作自由落体运动,着网时速度用v1表示;与网接触后受到两个力作用:
重力mg和网对运动员的作用力f,根据题意运动员能够返回,说明f>mg,运动员作匀减速运动,减速为零,但受力不变,因此运动员又作匀加速运动,网水平后离开网,此时速度用v2表示,运动员与网接触的时间为t;离开网后,运动员只受重力作用mg,故运动员作匀减速运动(竖直上抛运动),上升的高度为h2。通过分析判断将语言情景转化为图像情景,如右图所示。
下一步我们就可以根据运动员的受力图和运动过程图列方程了。为求f,由于涉及到时间,因此应用动量定理比较方便,于是得到ft-mgt=mv2-(-mv1),根据运动学公式可以得到v12=2gh1、v22=2gh2,代入数值分别求得v1、v2,再代入动量定理方程就可求得f。
例如04年高考25题:一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的**。桌布的一边与桌的ab边重合,如图。
已知盘与桌布间的动摩擦因数为 μ1 ,盘与桌面间的动摩擦因数为 μ2 。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于ab边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?
(以g表示重力加速度)
第一步:画图。为了画图的方便我们画截面图,如下图所示。
设圆盘距离桌右端为l ,圆盘受三个力作用:重力mg,桌布的支持力n,摩擦力f1=μ1 mg ,圆盘作匀加速运动,离开桌布时的速度设为v1 ,运动的距离设为s1 。圆盘离开桌布后受力发生变化,摩擦力方向。
向左,大小为f2=μ2 mg ,圆盘作匀减速运动,速度减为零时,运动的距离为s2 。
第二步:列方程。若圆盘最后未从桌面掉下,显然应满足s1+s2 ≤ l ①。
这样求s1 、s2 ,由于涉及位移,应用动能定理比较方便,于是得到μ1 mgs1=②、2 mgs2=③,求得v1便可以求得s1、s2了,根据运动学公式,桌布运动的距离l+s1=④,圆盘运动的距离s1=⑤,v1=a1t⑥,a1=μ1 g⑦,由以上方程就可以解得a满足的条件。
第三步:数**算。在进行数**算时,要注意观察方程的形式,由④⑤⑥式整理得,然后分别代入②③式中,求得,,再代如①中,就会求得a ≥。
另外,在选择规律列方程时,要看题目中有几个可以选择的研究对象,如果出现多个研究对象(两个以上),首先从系统(整体)上考虑,应用能量关系和动量守恒;如果动量不守恒或者写不出能量关系方程,就分别隔离,以单个物体为研究对象,涉及加速度时,应用牛顿定律并结合运动学公式;涉及位移时,应用动能定理;涉及时间时,应用动量定理。
对于计算题的解答关键就是要画好原理分析图和物理过程示意图,同学们要养成画图的习惯,并多做练习,进一步体会其中的奥妙,这样解答物理计算题就不是很难的问题了。
三、物理重点知识回顾。
必考部分(必修ⅰ、ⅱ选修-2)
一) 物体的受力分析。
1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,方向竖直向下,大小为g=mg。
重力是由地球的吸引而产生,但是重力却不是万有引力,要注意两者的区别和联系。
2、弹力: 支持物与被支持物相互作用的弹力方向必定垂直于接触面,但不一定通过物体的重心。
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