内容正文:
解题策略
3大策略破解计算题
第二部分 题型研究
物理计算题是高考中的重难题,也是考生能否得高分的关键,计算题往往综合性强、物理过程多、物理情境比较复杂、物理模型比较模糊甚至很隐蔽、涉及的物理规律也比较多,对考生的各项能力要求很高。掌握以下“3大策略”可以有效破解物理计算题。
策略1 审题策略——“三步走”
审题是正确解题的第一步,决定着能否迅速、准确地领会题意,弄清已知和未知,找准解题的切入点,分析出清晰的物理情境,构建出相应的物理模型以及找到所适用的物理规律和解题方法。审题要做好“三步走”策略:
第一步:审条件、挖隐含 阅读题中提供的文字、题图、图象(表)等信息,明确已知、未知条件,排除干扰因素,挖掘隐含条件。
第二步:审情境、建模型 分析清楚题中所涉及的物理现象和过程,建立起清晰的物理情境,构建正确的物理模型。
第三步:审过程、选规律 认清各个物理过程的特点及过程间的有机联系,选用相应的物理规律建立有关方程,根据过程间的有机联系列出相应的关联关系。
例1
静止在水平地面上的两小物块A、B,质量分别为mA=1.0 kg、mB=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧(图中用横线代替),A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0 m,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离。两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20,重力加速度取g=10 m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小;
答案: 4.0 m/s 1.0 m/s
(2)物块A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时A与B之间的距离是多少?
答案: B 0.50 m
A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为a。假设A和B发生碰撞前,已经有一个物块停止,此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t,B向左运动的路程为sB,则有
mBa=μmBg ④
sB=vBt- at2 ⑤
vB-at=0 ⑥
在时间t内,A可能与墙发生弹性碰撞,碰撞后A将向左运动,碰撞并不改变A速度的大小,所以无论此碰撞是否发生,A在时间t内的路程sA都可表示为sA=vAt- at2 ⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75 m,sB=0.25 m ⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞,但没有与B发生碰撞,此时A位于出发点右边0.25 m处,B位于出发点左边0.25 m处,两物块之间的距离s=0.25 m+0.25 m=0.50 m。 ⑨
(3)A和B都停止后,A与B之间的距离是多少?
答案:0.91 m
审题“三步走”
第一步:
审条件、
挖隐含 (1)开始A、B均静止,A、B组成的系统开始的动能、动量均为0。
(2)将压缩的微型弹簧释放,A、B瞬间分离过程中A、B组成的系统动量守恒。
(3)A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
第二步:
审情境、
建模型 (1)A、B瞬间分离后都做匀减速直线运动。
(2)根据A、B瞬间分离后的速度大小判断出B物块先停下来;再判断该过程中A物块的运动情况。
(3)继续分析出B物块停下来以后A物块的运动情况,注意要判断A停下来之前是否与B发生碰撞以及可能相碰后的运动。
第三步:
审过程、
选规律 (1)利用动量守恒定律、机械能守恒定律求解弹簧释放后瞬间A、B速度的大小。
(2)利用牛顿第二定律及运动学公式求解A、B加速度和有关过程中的运动时间及位移。
(3)利用动量守恒定律和机械能守恒定律求解A、B碰撞后速度的大小及方向。
策略2 破题策略——“化大为小”
物理的计算大题:(1)一般阅读量较大,涉及的物理过程与情境比较复杂,物理模型及规律比较多;(2)有的情境和模型甚至很隐蔽,要通过分析论证或计算验证才能挖掘出一些隐含的情境和模型;(3)题目一般有3个左右的小问题。
能否顺利地突破求解,关键是能否将题中复杂的物理过程有机分解到各个小问题中,分解成若干个独立的小过程,建立相应的模型,选择相应的规律建立方程,最终求解有关问题,即“化大为小”,各个击破。
例2
(1)求P第一次运动到B点时速度的大小;
(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能;
(3)改变物块P的质量,将P推至E点,从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,恰好通过G点。G点在C点左下方,与C点水平相距 R、竖直相距R。求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。
破题“化大为小”
第(1)问
分解 ①根据题图中的几何关