内容正文:
技能1 科学审题 理清思路
1.抓住题中关键词语
在审题时漏掉一些已知条件或关键词语,可能会造成对物理过程或物理情境无法理解,或导致解题思路错误,或因为缺少条件而不能得到终解。审题过程要抓住题中关键词语,如表示极限情况的“刚好”“恰能”“至多”“至少”等;对物理现象或物理过程理想化处理的“不计空气阻力”“不考虑碰撞中的机械能损失”等;容易误解的表示物理量的变化情况的“变化量”与“变化率”、“增加了多少”与“增加到多少”等;气体问题中的“绝热”“理想气体”“气体处于标准状态”等。对于题目小的关键词语在本题中的意义要理解到位,如描述研究对象所处状态的“轻放”“由静止释放””自由落体”都说明物体的初速度为零;描述物理过程的“缓慢”在力学问题中表示物体处于动态平衡状态、物体的速度可视为零或不考虑物体动能的变化,而在热学中“缓慢”则表示需要考虑物体之间的热传递;描述研究对象所处环境的“光滑”表示物体受到的摩擦力忽略不计等等。
2.挖掘隐含条件
一般从物理概念、模型、现象、状态、过程、图像、关键词语、常识等挖掘隐含条件。
(1)概念的内涵中隐含解决问题的条件,如交流电的有效值意味着在相同时间内在相同的电阻上,与直流电产生相同的热量。
(2)物理状态、现象中隐含着的条件,如受力平衡状态意为合力为零;宇航员在运行的宇宙飞船中意为宇航员处于完全失重状态等。
(3)常识中隐含的条件,如在一些近似估算题中,试题的一些条件由于是人们的常识而没有给出,需根据所求问题自行给出。如成年人的质量为60~100 kg,自行车的速度为5 m/s,月球的自转周期为27天等。
(4)注意解析式、图像、图示中的隐含条件,如应用图像描述物理现象和物理过程的题目中,应明确图像的物理意义,从图像的横纵坐标、斜率、截距或“面积”中寻找已知数据。
如图所示,竖直平面内建立直角坐标系xOy,y轴正向竖直向上,x轴正向水平向右,x轴在水平平面M内,在x轴上方存在竖直向下的匀强电场E1。两平行水平面M和N之间的距离为d,其间的区域存在竖直向上的匀强电场E2和水平向外的匀强磁场B。带电量分别为q和-q(q>0)的小球1和2先后从y轴上距O点为h的P点以相同的初速率v0沿x轴正向水平射出,小球1从x轴上距O点为2h的A点进入MN间,恰好未从平面N离开。小球2从x轴上C点进入两平面间,最后从平面N上某点离开。设两小球质量分别为m1和m2,且qE1=2m1g,题中h、d和重力加速度g已知,其它量均未知。
(1)求两小球的初速率v0;
(2)求电场强度E2和磁感应强度B的大小之比;
(3)若C点坐标为(4h,0),求m1和m2之比以及球2离开平面N时速度的大小。
解析: (1)小球1在x轴上方做类平抛运动: x1=2h=v0t1,y1=h=a1t12
又因为qE1+m1g=ma1,qE1=2m1g
解得: v0=。
(2)因为E2=E1,则m1g=qE2
所以小球1在MN间做匀速圆周运动。由题意小球1恰好未从下边界平面N离开知其轨迹应与平面N相切,如图所示
由几何关系可知R cos θ1+R=d
设小球1刚进入MN间时速度偏转角为θ1,
由tan θ1=2=1
qvAB=
又vA=
得=。
(3)小球2在x轴上方做类平抛运动:
x2=4h=v0t2
y2=h=a2t22
m2g-qE1=m2a2
结合(1)问中4个式子可得=
小球2从P点到离开平面N全过程由动能定理得
m2g(h+d)-qE1h+qE2d=m2v2-m2v02
解得 v=。
答案: (1) (2)
(3)
学生用书↓第131页
技能2 建立模型 选择规律
1.建立运动模型
(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。
2.恰当选取规律
解决力学问题或力电综合问题的两条基本思路:
(1)动力学观点,利用牛顿第二定律结合运动学公式解决实际问题;
(2)功能观点,利用动能定理或机械能守恒定律或功能关系解决实际问题。当所研究的问题涉及一段或几段运动过程的位移和初、末速度时,应优先选用功能观点。当所研究的问题涉及一段或几段运动过程的加速度时,应选用动力学观点解答。由于牛顿第二定律研究力的瞬间作用效果,所以在研究某些状态(例如竖直面圆周运动的最高点或最低点)的瞬时性问题时,也应选用动力学观点解答。
(2022·山东烟台高三期末)“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐。挑战者以某一速度从某曲面飞出,在空中表演各种花式动作,飞跃障碍物(壕沟)后,成功在对面安全着陆。某实验小组在实验室中利用物块演示分析该模型的运动过程,如图所示,