.,以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,高三物理第二輪復(fù)習(xí)策略馬曉堂北京教育學(xué)院通州分院2012.12.8,西安講座,.,提綱,一、高考怎樣考二、學(xué)生解題困難成因分析三、綜合題的結(jié)構(gòu)和特點四、綜合題解題理論簡介五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,一、高考怎樣考,.,一、高考怎樣考,.,一、高考怎樣考,習(xí)題類型：選擇題8（力4電4，天體、圖像、電磁感應(yīng)、實際應(yīng)用年年有）實驗題2（1力；1電；儀器讀數(shù)）計算題必做2（1力-力和運動；1電-粒子在EB中運動）填空、計算題選1（熱學(xué)；振動和波、光的折射；近代、動量）,.,一、高考怎么考？,1.高考總是以物理知識為載體。對策：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)是掌握知識的最高層次。2.高考以考查學(xué)生的能力為核心。對策：一輪理解能力、推理能力、數(shù)學(xué)能力、實驗?zāi)芰κ腔A(chǔ)；二輪分析綜合能力是核心；創(chuàng)新能力是最高點。3.怎樣把握高考。抓住不變量，關(guān)注創(chuàng)新點。,.,二、學(xué)生解題疑難成因分析,教材因素（方法、策略隱含）教師因素（知識、教法、情感）學(xué)生因素：學(xué)習(xí)成績=f（智商水平，知識基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)動機）,.,二、學(xué)生解題疑難成因分析,現(xiàn)代心理學(xué)能力的知識觀：以知識解釋能力有研究表明：“物理問題解決”能力弱的原因是缺乏習(xí)得的陳述性知識-是什么？（理解）習(xí)得的程序性知識-如何做？（推理）習(xí)得的策略性知識-怎么想？（分析綜合）第二輪復(fù)習(xí)重點解決：由于學(xué)生“策略性知識”缺乏導(dǎo)致的“結(jié)構(gòu)良好的綜合題”疑難問題的解析,.,三、綜合題的特點,（一）案例1分析如圖所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M=2kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A，其右段長度l1=0.2m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B，其質(zhì)量m=1kg。B與A左段間動摩擦因數(shù)=0.4。開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F=20N水平向右的恒力，待B脫離A（A尚未露出平臺）后，將A取走。,.,（一）案例1分析,B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x=1.2m。（取g=10m/s2）求：（1）B離開平臺時的速度。（2）B從開始運動到剛脫離A時，B運動的時間tB和位移xB（3）A左端的長度l2,診斷：學(xué)生畫不出狀態(tài)圖，找不到速度、位移、時間關(guān)系,.,（1）設(shè)物塊平拋運動的時間為t，由運動學(xué)知識可得,聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得,（2）設(shè)B的加速度為a2，由牛頓第二定律和運動學(xué)的知識得,聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得,（一）案例1分析,.,（3）設(shè)B剛開始運動時A的速度為,由動能定理得,設(shè)B運動后A的加速度為,由牛頓第二定律和運動學(xué)知識得,聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)得,（一）案例1分析,.,例2、如圖所示，固定的凹槽水平表面光滑，其內(nèi)放置U形滑板N，滑板兩端為半徑R0.45m的1/4圓弧面，A和D分別是圓弧的端點，BC段表面粗糙，其余段表面光滑，小滑塊P1和P2的質(zhì)量均為m，滑板的質(zhì)量M4mP1和P2與BC面的動摩擦因數(shù)分別為10.10和20.40，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，開始時滑板緊靠槽的左端，P2靜止在粗糙面的B點，,三、綜合題的特點,.,P1以v04.0m/s的初速度從A點沿弧面滑下，與P2發(fā)生彈性碰撞后，P1處在粗糙面B點上，當P2滑到C點時，滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連，P2繼續(xù)滑動，到達D點時速度為零,P1與P2視為質(zhì)點,取g10m/s2問：P2在BC段向右滑動時，滑板的加速度為多大?BC長度為多少？（3）N、P1和P2最終靜止后，P1與P2間的距離為多少？,三、綜合題的特點,.,P1滑到最低點速度為v1，由機械能守恒定律有：,P1、P2碰撞，滿足動量守恒，機械能守恒定律,設(shè)碰后速度分別為、,解得：,三、綜合題的特點,.,P2向右滑動時，假設(shè)P1保持不動，對P2有：,（向左）,對P1、M有：,此時對P1有：,所以假設(shè)成立。,三、綜合題的特點,.,（2）P2滑到C點速度為,P1、P2碰撞到P2滑到C點時，設(shè)P1、M速度為v，,由動量守恒定律：,解得：,對P1、P2、M為系統(tǒng)：,代入數(shù)值得L=1.9m,滑板碰后，P1向右滑行距離：,P2向左滑行距離：,所以P1、P2靜止后距離:,.,（二）試題結(jié)構(gòu)：初始條件：實物條件、量值條件（顯性、分散性）動變條件、關(guān)系條件（隱性、無序性）目標要求：待求物理量條件的三種作用：提供素材；激發(fā)聯(lián)想，促成回憶、類比；引導(dǎo)選擇。,三、綜合題的結(jié)構(gòu)和特點,.,（三）試題特點1、是參與物（含場）多，尤其聯(lián)系生產(chǎn)、科研和生活實際的物理問題，實物系統(tǒng)、裝置、設(shè)備等要求學(xué)生能具體問題具體分析，靈活選擇研究對象。2、由于參與物多，必然導(dǎo)致相互作用復(fù)雜，尤其是彈力和摩擦力分析比較難。學(xué)生不習(xí)慣由運動推力。3、復(fù)雜的相互作用又造成物理狀態(tài)難以確定，對一些隱含狀態(tài)（臨界狀態(tài)、極值等）等更是如此。,三、綜合題的結(jié)構(gòu)和特點,.,4、由于物理狀態(tài)難確定，相互作用復(fù)雜，導(dǎo)致復(fù)雜的物理過程難分解。5、由于參與物和物理過程較多，又會導(dǎo)致物理關(guān)系復(fù)雜、隱含，補充多個關(guān)系式。6、需要使用較多的物理規(guī)律列式。要求學(xué)生對物理規(guī)律有系統(tǒng)的認識。7、要求學(xué)生具有較強的應(yīng)用物理方法綜合分析物理問題的能力。8、要求學(xué)生具有較強的數(shù)學(xué)能力,三、綜合題的結(jié)構(gòu)和特點,.,四、綜合題解題理論簡介,問題解決系統(tǒng):把由物理試題、知識結(jié)構(gòu)、思維操作所組成的系統(tǒng)稱為問題解決系統(tǒng)。把組成系統(tǒng)的三個不同部分稱為系統(tǒng)里的子系統(tǒng)。把解決問題的過程看做是整個問題解決系統(tǒng)的運行過程。,.,現(xiàn)象：系統(tǒng)、條件、過程、結(jié)果模型：實物、構(gòu)件、系統(tǒng)、儀器設(shè)備；過程等概念：實物、屬性、狀態(tài)、過程、作用規(guī)律：定律、定理、原理、法則、公式等方法：物理方法；思維方法；數(shù)學(xué)方法；解題方法：強方法（一輪）；弱方法（二輪）,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,上述知識結(jié)構(gòu)的缺點,1.沒有體現(xiàn)物理現(xiàn)象和模型2.沒有體現(xiàn)方法3.沒有體現(xiàn)策略性知識4.沒有從解題的角度建構(gòu)完整的知識結(jié)構(gòu)要素：現(xiàn)象、模型、概念、規(guī)律、方法、策略,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,（一）把概念重新分組站在解題的視角1.現(xiàn)象：摩擦、感應(yīng)、傳導(dǎo)起電；物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)2.基本規(guī)律：電荷守恒定律；庫侖定律；疊加原理3.電場的描述模型：點電荷；電場線；等勢面；5圖概念：電場強度3性（矢、唯、疊）3式（定、決、關(guān)）；電勢4法；電場線和等勢面，電勢能，功，能守電勢差；定義式、關(guān)系式、動能定理方法：疊加法、微元法、割補法、替代法、對稱性,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,4、場與電荷的相互作用電場力2式；疊加電場力的功：特點；計算4法：2式，功能關(guān)系，守恒電勢能4法（類比）電場強度、電勢、電勢差、電勢能的對比（意義，公式，性質(zhì)，決定因素，量性，形象描述，單位，聯(lián)系；易錯點）電場與重力場的概念和規(guī)律比較,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,5、電容器；3式（定義式，增量式，決定式）2類動態(tài)問題；常用電容器靜電的利用及危害,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,6、帶電體在電場中的運動解題策略多了力、功、能、圖回歸力學(xué)解題思路：直線，圓周、類平拋，往復(fù)運動示波管、靜電吸塵等,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,電磁感應(yīng)解題方法,力學(xué)分析,牛頓定律,平衡條件,動量定理,動量守恒,動能定理,能量守恒,電路結(jié)構(gòu)、電學(xué)量,認電源、求E、r,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,一、圖片、圖像：認電源，求E、r，流向1、E=BLV；B不變，L長和類，V相對B2、E=n/t；平均速度3、E=BLVSB/t;4、E=1/2Br25、E=Emsint6、E=LI/t7、E=E1E2,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,二、電路結(jié)構(gòu)、計算電學(xué)量1、電流：I=q/t,I=U/R,I=E/(R+r)2、電量：q=/(R+r)，Q=CU,BLq=p3、電熱：Q=I2Rt有效值，Q=W克安，能守4、功率：P=FV,P=I2R=U2/R,P=UI,P=EI5、串并聯(lián)電路U,I,P，Q的分配關(guān)系6、閉合電路：E=U外+U內(nèi)=IR+Ir三、力學(xué)分析,五、以建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為重點,.,高效解題策略：強方法：一輪：“模型法”弱方法：二輪：“六個分析”,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,任何一個物理事件都是研究對象由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個狀態(tài)的過程。在這個過程中外界作用是使物體運動狀態(tài)改變的原因。物理事件發(fā)生發(fā)展必然遵循一定物理規(guī)律。幾個相互關(guān)聯(lián)的運動在一定的時空中進行，必然存在空間、時間、速度、動量和能量的傳遞或轉(zhuǎn)化等關(guān)聯(lián)。所以，對復(fù)雜的運動抓住研究對象、運動狀態(tài)、相互作用、運動過程、運動規(guī)律、相互關(guān)系的分析是解決問題的關(guān)鍵。只有抓住關(guān)鍵，才能實現(xiàn)高效解題！,策略解讀,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,關(guān)鍵詞語（對象、狀態(tài)、作用、過程、關(guān)系）隱含條件（動變條件）圖像、圖片（五看三變；結(jié)構(gòu)和原理）條件、目標,1.科學(xué)審題,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（1）參與客體：分為研究系統(tǒng)、外界、參照系，外界是指系統(tǒng)之外的一切與系統(tǒng)有相互作用的物體。（2）選擇方法：對于有相互作用的物體系統(tǒng)，可優(yōu)先考慮選擇整體法，然后考慮隔離法。（3）陌生對象：通過等效、類比、理想化方法轉(zhuǎn)化為熟悉的模型。（4）對連續(xù)體：可考管道模型法、微元法等建立模型。,2.對象分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（5）理想模型：質(zhì)點、點電荷、細繩、輕彈簧、彈簧振子、單擺、理想氣體、光線（6）設(shè)備模型：風(fēng)力發(fā)電機、太陽能汽車、測速儀、示波器、靜電除塵、速度選擇器、質(zhì)譜儀、加速器、磁流體發(fā)電機、霍爾效應(yīng)、交流發(fā)電機、變壓器、遠距離輸電、振蕩電路、打點計時器等實驗裝置和測量儀器（7）精彩體育運動項目，如滑板等；生活中的物理現(xiàn)象：傳送帶等。（8）分類：有模、建模、無模,2.對象分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（1）物理狀態(tài)：位置坐標（參照系）、時刻和速度。（加速度、功率、動量、能量）（2）分類：初始狀態(tài)、中間狀態(tài)、終態(tài)。（3）分類：顯含狀態(tài)、隱含狀態(tài)：沒有明示的關(guān)鍵狀態(tài)（例如：臨界狀態(tài)、極值狀態(tài)、不定狀態(tài)、多值狀態(tài)等等）。,3.狀態(tài)分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（4）構(gòu)建常見的隱含狀態(tài)模型：軌道連接模型：力突變模型：1.彈力突變、2.摩擦力突變、3.安培力隱含速度、4.洛倫茲力顯含速度、5.合力為0、6.圓周運動。速度臨界模型：4.速度為零、5.加速度為零速度最大、6.共速（追擊，彈簧，傳送帶、碰撞等）（5）分析方法：假設(shè)法、極限法、等效法等。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（1）10個力的產(chǎn)生條件和三要素，10副場圖（2）受力分析的科學(xué)順序（知、場、點2、先加后減、未知力方向假設(shè)）（3）找力三法：產(chǎn)生條件，牛三、由運動找力（4）分析合力是恒力還是變力，如果是變力還要分析變化趨勢如何。（5）輕彈簧、輕繩、輕桿、傳送帶等施力特點（6）注意分析力的時間積累效果和空間積累效果。,4.作用分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例：摩擦力的十個誤區(qū)誤區(qū)一：靜止物體只能受到靜摩擦力，運動物體只能受到滑動摩擦力誤區(qū)二：摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反誤區(qū)三：沿粗糙水平面相對滑動的物體一定受到摩擦力誤區(qū)四：摩擦力的方向總是與物體的運動方向在同一條直線上,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,設(shè)計系列問題突破難點,.,誤區(qū)五：摩擦力總是阻力，或者說總是阻礙物體的運動誤區(qū)六：壓力越大，摩擦力越大誤區(qū)七：計算滑動摩擦力時,正壓力FN的大小就等于物體所受的重力的大小誤區(qū)八：接觸面積越大，滑動摩擦力越大誤區(qū)九：最大靜摩擦力總是等于滑動摩擦力誤區(qū)十：靜摩擦力不做功，而滑動摩擦力做負功,.,(1)學(xué)生應(yīng)熟練掌握根據(jù)初速度、合外力及其夾角確定單一物理過程的類型的策略.(2)并確定第一過程的末狀態(tài)。第一過程的末狀態(tài)就是第二過程的初始狀態(tài)，以此類推可分解單體遞進多過程，注意不要忽視瞬時過程，如碰撞過程。(3)對無相互作用的多個物體可分別進行過程分析；對于往復(fù)過程、循環(huán)過程、無窮過程、要注意分析一個周期的運動情況。畫過程圖、圖像法。（4）由于運動和力息息相關(guān)，所以，力和運動情況要注意逆向分析。,5.過程分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,明確三要素，對號入座,.,明確三要素，對號入座,.,5.過程分析：,落實三大典型過程的解題思路：1、勻變速直線運動：知三求二想平均3類打點計時器a+平均，4個比例式2、圓周運動：向心力公式+動能定理+臨界對象、狀態(tài)、受力、軌道平面、定圓心方法、畫軌跡、求半徑、向心力公式和周期公式。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,),),3、平拋：分解、2三角形。,兩個推論,tan=2tan,),描述平拋運動的物理量有v0、v、vy、v、x、y、s、t、。已知這8個物理量中的任意兩個，可以求出其它6個。,.,時間關(guān)系：周期性空間關(guān)系：位移，相對位移，對稱，幾何速度關(guān)系：v=0；共速；相對速度；a=o,v最大。力和速度關(guān)系：兩體加速度關(guān)系、相對加速度動量關(guān)系：總動量方向守恒，平均動量守恒等。功能關(guān)系：能量關(guān)系：具體問題具體分析并能根據(jù)具體情境列出相應(yīng)的關(guān)系式。,6.關(guān)系分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,功能關(guān)系：,6.關(guān)系分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,綜合對象分析、狀態(tài)分析、受力分析、過程分析、關(guān)系分析，突破難點，建立模型，畫狀態(tài)圖，理順解題思路。,7.規(guī)律分析,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,根據(jù)已知、未知、對象、狀態(tài)、過程、關(guān)系列方程力學(xué)要熟悉六大規(guī)律的特點、成立條件、使用程序和注意事項。力學(xué)規(guī)律分析,7.規(guī)律分析：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,審查思路、規(guī)范列式、查易錯點。說明對象、狀態(tài)、過程、關(guān)系、規(guī)律、符號、統(tǒng)一單位。反思結(jié)果，討論意義。,8.規(guī)范解題：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,學(xué)生易出現(xiàn)的書寫問題：,1.字跡不清（字太小、潦草）。2.格式不整（字太大、順序混亂）3.字母大小寫不分，相近字母不分（r、）。4.不寫基本公式，公式左右顛倒。5.解題不分(1)、(2)、(3)。6.不能正確使用角標（一個符號代表多個意義）。7.不加任何簡練說明。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,訓(xùn)練規(guī)范的書寫格式：1.簡要說明2.基本公式3.代數(shù)4.答案5字跡清楚，符號準確，格式整齊。,.,張憲魁,9.數(shù)理方法,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,10、策略應(yīng)用示范,帶電體運動問題分類：狀態(tài)問題；過程問題：1.單體單過程（典型和非典型）2.單體多過程3.兩體單過程4.兩體多過程5.多體多過程,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,單體多過程問題明確研究對象m。分析關(guān)鍵詞，題圖，挖掘隱含條件。受力分析、狀態(tài)分析、過程分析把復(fù)雜過程分解為若干子過程，畫受力圖和過程圖。分析含有未知量的過程（主過程），優(yōu)選物理規(guī)律；典型子過程用相應(yīng)的物理規(guī)律和運動學(xué)公式列式；非典型過程用動能定理、能量守恒或運動的分解方法，注意全程列式。尋找相關(guān)子過程間物理量之間的關(guān)系s、v、t；由子過程求出主過程所需要的物理量審查思路、方程式、易錯點、解方程、統(tǒng)一單位，計算。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,單體例：一個同學(xué)質(zhì)量m=65kg,站立舉手摸高（手指摸到最大高度）h1=2.2m.該同學(xué)從所站h2=1.0m的高處自由下落，腳接觸地面后經(jīng)過時間t=0.25s身體速度降為零，緊接著他用力F蹬地跳起，摸高為h3=2.7m,假定前后兩個階段中同學(xué)與地面的作用力分別都是恒力，求同學(xué)蹬地的作用力F.(取g=10m/s2),答：1230N，方向向下,單體多過程,.,連接體會選擇整體法a同和隔離法a不同及其綜合、瞬時問題；非連接體的解法為：明確研究對象m。分析關(guān)鍵詞，題圖，挖掘隱含條件。分別對每個物體受力分析、狀態(tài)分析、過程分析，畫受力圖和過程圖。根據(jù)已知量，未知量和過程特點選擇規(guī)律；典型子過程用相應(yīng)的物理規(guī)律和運動學(xué)公式列式；非典型過程用動能定理、能量守恒或運動的分解方法，注意全程列式。尋找相關(guān)子過程間物理量之間的關(guān)系。審查思路、方程式、易錯點、解方程、統(tǒng)一單位，計算。,多體多過程問題,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例1、如圖所示，物體A放在足夠長的木板B上，木板B靜止于水平面。t=0時，電動機通過水平細繩以恒力F拉木板B，使它做初速度為零，加速度aB=10m/s2的勻加速直線運動。已知A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為20kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)1=005，B與水平面之間的動摩擦因數(shù)2=01，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10m/s2。求（1）物體A剛運動時的加速度aA0.5m/s2（2）t=10s時，電動機的輸出功率P；7W（3）若t=10s時，將電動機的輸出功率立即調(diào)整為P=5W，并在以后的運動過程中始終保持這一功率不變，t=38s時物體A的速度為12m/s。則在t=10s到t=38s這段時間內(nèi)木板B的位移為多少？3.03m,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,2、（2010山東）24（15分）如圖所示，四分之一圓軌道OA與水平軌道AB相切，它們與另一水平軌道CD在同一豎直面內(nèi)，圓軌道OA的半徑R=0.45m，水平軌道AB長s1=3m，OA與AB均光滑。一滑塊從O點由靜止釋放，當滑塊經(jīng)過A點時，靜止在CD上的小車在F=1.6N的水平恒力作用下啟動，運動一段時間后撤去力F。當小車在CD上運動了s2=3.28m時速度v=2.4m/s，此時滑塊恰好落入小車中，已知小車質(zhì)量M=0.2kg，與CD間的動摩擦因數(shù)=0.4。（取g=10m/s2）求（1）恒力F的作用時間t。1s（2）AB與CD的高度差h。0.8m,（1）對M的s2全程動能定理求位移s，對t過程牛二+位移時間關(guān)系式（2）中態(tài)速度，時間關(guān)系為線索：M勻加t+勻減t=m勻速t1+平拋t2,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,3、一平板車,質(zhì)量M=100千克,停在水平路面上,車身的平板離地面的高度h=1.25米,一質(zhì)量m=50千克的小物塊置于車的平板上,它到車尾端的距離b=1.00米,與車板間的滑動摩擦系數(shù)m=0.20,如圖所示.今對平板車施一水平方向的恒力,使車向前行駛,結(jié)果物塊從車板上滑落.物塊剛離開車板的時刻,車向前行駛的距離S0=2.0米.求物塊落地時,落地點到車尾的水平距離X,不計路面與平板車間以及輪軸之間的摩擦.取g=10米/秒2.,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,X1,X2,X3,X,知：M=100千克,h=1.25米,m=50千克,b=1.00米,m=0.20,S0=2.0米.求x,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,解：m離車前，畫出運動示意圖,am=f/m=g=2m/s2,Sm=1/2amt2=S0-b=1m,S0=1/2aMt2=2m,aM=2am=4m/s2,aM=(F-mg)/M=F/M-0.25010/100=F/M1=4m/s2,m離車后,aM=F/M=5m/s2,m平拋,Sm=vmt1=20.5=1m,SM=vMt1+1/2aMt12=40.5+1/250.25=2.625m,S=SM-Sm=1.625m,.,例4.一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，當其速度達到v0后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。理解情景、建立模型對傳送帶：勻加速方程勻速方程對煤塊：勻加速過程列方程對傳送帶、煤塊：找關(guān)聯(lián)（時間、空間）,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,用幾何圖形分析：,4、煤塊與傳送帶之間動摩擦因數(shù)為，初始都靜止。傳送帶以恒定加速度a0開始運動，速度達到v0后便做勻速運動。求黑色痕跡的長度。,(1)黑色痕跡等于帶、煤的位移差,(2)帶的位移分勻加速、勻速兩部分,(3)帶的勻加速位移可由運動學(xué)公式求,(4)帶的勻速運動時間t2需通過煤來求,(5)煤只有一個g勻加速運動過程，總時間（t1t2）可由末速度v0求得,(6)t1可以通過帶的勻加速運動末速度為v0求得,因此，解題順序為：,v0=a0t1（求得t1）,v0=a(t1+t2)（求得t2）,mg=ma（求得a）,.,用物理圖象分析：,煤塊與傳送帶之間動摩擦因數(shù)為，初始都靜止。傳送帶以恒定加速度a0開始運動，速度達到v0后便做勻速運動。求黑色痕跡的長度。,v0=a0t1（求得t1）,v0=a(t1+t2)（求得t2）,mg=ma（求得a）,由于物理圖象能把物理情景和物理規(guī)律兩個方面的信息融在一起，因此比較容易建立物理量之間的關(guān)系。,要解得梯形與三角形面積之差，在高（v0）已知的情況下，必須求解t1和t2的值，這為解題提供了明確思路。,圖象中很清楚，t1和（t1+t2）分別是以紅、藍斜線為斜邊的直角三角形的底，這就很容易想到以下步驟和。,.,2.用物理圖象分析的優(yōu)點,物理圖象能把物理情景、物理規(guī)律、研究對象各方面的信息融在一起，描述簡潔，因此比較容易建立物理量之間的關(guān)系，從而有利于發(fā)掘有效信息，有利于形成解題思路。,關(guān)于物體運動的幾何圖形，能體現(xiàn)不同狀態(tài)、過程的物理情景和不同研究對象物理量之間的關(guān)系，但描述是割裂和復(fù)雜的。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,本題滿分：20分平均得分：3.5分,例5、一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面中央。桌布一邊與桌AB邊重合。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向水平且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,1mgma12mgma2,v22a1x1v22a2x2,x1+x2l/2,返回,x=1/2at2,x1=1/2a1t2,而x=l/2+x1,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例6、25（2007四川分）目前，滑板運動受到青少年的追捧。如圖是某滑板運動員在一次表演時的一部分賽道在豎直平面內(nèi)的示意圖，賽道光滑，F(xiàn)GI為圓弧賽道，半徑R6.5m，G為最低點并與水平賽道BC位于同一水平面，KA、DE平臺的高度都為h=18m。B、C、F處平滑連接?；錫和b的質(zhì)量均為m，m5kg，運動員質(zhì)量為M，M45kg。表演開始，運動員站在滑板b上，先讓滑板a從A點靜止下滑，t10.1s后再與b板一起從A點靜止下滑?；螧C賽道后，運動員從b板跳到同方向運動的a板上，在空中運動的時間t20.6s。（水平方向是勻速運動）。運動員與a板一起沿CD賽道上滑后沖出賽道，落在EF賽道的P點，沿賽道滑行，經(jīng)過G點時，運動員受到的支持力N=742.5N。（滑板和運動員的所有運動都在同一豎直平面內(nèi)，計算時滑板和運動員都看作質(zhì)點，取g10m/s）（1）滑到G點時，運動員的速度是多大？（2）運動員跳上滑板a后，在BC賽道上與滑板a共同運動的速度是多大？（3）從表演開始到運動員滑至I的過程中，系統(tǒng)的機械能改變了多少？,四個分析系統(tǒng)選擇,.,例7如圖所示，水平傳送帶AB長L=5m，質(zhì)量為M=1kg的小木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左勻速運動（傳送帶的傳送速度恒定），小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5。當小木塊運動至最左端A點時，一顆質(zhì)量為m=0.02kg的子彈以v0=300m/s水平向右的速度正對小木塊射入并穿出，穿出速度u=50m/s，以后每隔1s就有一顆子彈射向小木塊。設(shè)子彈射穿小木塊的時間極短，且每次穿過小木塊時所受阻力相同（g取10m/s2）。求（1）在被第二顆子彈擊中前的瞬間，小木塊向右運動的距離是多大？（2）若水平傳送帶AB距地面的高度h=5m，小木塊最終從水平傳送帶B點落到地面的C點，求B點到C點的水平距離是多大？,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例8（上海高考題）為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器的側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板，間距L=0.05m，當連接到U=2500V的高壓電源的正負兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場，如圖所示?，F(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器中，每立方米有煙塵顆粒1013個。假設(shè)這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量q=+1.010-17C，質(zhì)量為m=2.010-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用力和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力，合上電鍵后：經(jīng)過多長時間煙塵顆粒可以全部被吸附？,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,對象分析：選取處于電場中的一個煙塵帶電顆粒進行研究。狀態(tài)分析：初態(tài)靠近上板表面，v=0；終態(tài)煙塵帶電顆粒被吸附到下板時。（顆粒即被全部吸附）。受力分析：在上下金屬板間加上直流高壓，兩板間將產(chǎn)生勻強電場，只受豎直向下的電場力作用，是一恒力。過程分析：帶電粒子在勻強電場中作向下的初速度為零的勻加速度直線運動。關(guān)系分析：上下底面間距L即位移,規(guī)律分析：L=at2/2牛頓定律：a=qU/mL解得t=0.02s,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,方法二：將所有煙塵顆粒作等效：一是等效為一個質(zhì)點；二是等效在盒的正中央，建立質(zhì)點運動模型求解。當?shù)刃з|(zhì)點的位移最大時，即到達下板時，系統(tǒng)的總動能最大。根據(jù)運動學(xué)公式：x=L/2=at2/2，a=qU/mL則本問主要考查在物理情景分析的基礎(chǔ)上建立對象模型。,北京高考23題是建模題,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例9（20分）勻強電場的方向沿x軸正方向，電場強度E隨x的分布如圖所示，圖中E0和d均為已知量將帶正電的質(zhì)點A在O點由靜止釋放A離開電場足夠遠后，再將另一帶正電的質(zhì)點B放在O點也由靜止釋放當B在電場中運動時，A、B間的相互作用力及相互作用能均為零；B離開電場后，A、B間的相互作用視為靜電作用已知A的電荷量為Q，A和B的質(zhì)量分別為m和m/4不計重力（1）求A在電場中的運動時間t；,（2）若B的電荷量為q=4Q/9，求兩質(zhì)點相互作用能的最大值Epm；（3）為使B離開電場后不改變運動方向，求B所帶電荷量的最大值qm。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,解析：（1）由牛二定律：A在勻強電場中由勻變速直線運動得（2）設(shè)A、B離開電場時的速度分別為A0、B0由動能定理有A、B在庫侖斥力作用過程中：動量、能量守恒；斥力對A做正功使A加速，對B做負功使B減速，因vBvA，故路程xBxA；因斥力大小相等，做功的絕對值WBWA，斥力做功之和為負，相互作用能增加。當A、B相距最近時相互作用能最大，此時兩者共速,.,解析：（3）A、B在xd區(qū)間內(nèi)運動過程中：動量且能量守恒且在初態(tài)和末態(tài)均無相互作用，即EP=0,代入,.,畫v-t圖像試試：直觀、類比于碰撞,共速時：Epm類比：完全非彈性碰撞,動撞動的完全彈性碰撞：再次達無窮遠時動量守恒、機械能守恒要求：B不反彈速度為正值；需要求解二元二次聯(lián)立方程組。,.,1、直線邊界（進出磁場具有對稱性）,2、平行邊界（存在臨界條件）,3、圓形邊界（沿徑向射入必沿徑向射出）,注意：從一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角（弦切角）相等。帶電粒子沿徑向射入圓形磁場區(qū)域內(nèi)，必從徑向射出。關(guān)注幾種常見圖形的畫法，如圖所示：,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,分析1：,例10、10年O處粒子源某時刻發(fā)射大量m、q的正粒子，速度大小相同，方向分布在090范圍內(nèi);粒子半徑在a/2與a之間；從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子做圓周運動周期的四分之一。求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的(1)速度大??；(2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦。,若粒子和y軸夾角=0，運動半徑a/2，軌跡如右圖半圓。,根據(jù)題意，要增大半徑，同時要滿足在磁場中運動時間是T/4，需要增大角,此時粒子在磁場中運動時間為T/2,不符合題意。,.,分析2：,O處粒子源某時刻發(fā)射大量m、q的正粒子，速度大小相同，方向分布在090范圍內(nèi);粒子半徑在a/2與a之間；從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子做圓周運動周期的四分之一。求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的(1)速度大?。?2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦。,增大，且半徑OC2a/2，OC2A290，沿OA2弧運動的粒子在磁場中運動時間為T/4。,若保持半徑OC2不變，略微減小，粒子軌跡將位于OA2弧上方。,C2,A2,A3,OA3的弦長大于OA2，OA3對應(yīng)的弧長也大于OA2，沿OA3運動的時間將大于T/4，不滿足題目條件。,由以上分析可知，最后離開磁場的粒子，其軌跡應(yīng)該和磁場上邊緣相切。,.,分析3：,O處粒子源某時刻發(fā)射大量m、q的正粒子，速度大小相同，方向分布在090范圍內(nèi);粒子半徑在a/2與a之間；從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子做圓周運動周期的四分之一。求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的(1)速度大?。?2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦。,沿ODA弧運動的粒子為最后離開磁場的粒子，OCA90。,A,r,D,P,E,CDCP+PD,rrsin+a/2,OEOP+PE,arcos+rsin,因sin2+cos21,由解得,C,，有效解為,進一步可解得：,.,例11、2011年25（19分）,如圖，在區(qū)域I（0xd）和區(qū)域II（dx2d）內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m、帶電荷量q（q0）的粒子a于某時刻從y軸上的P點射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。已知a在離開區(qū)域I時，速度方向與x軸正方向的夾角為30；此時，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從p點沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I，其速度大小是a的1/3。不計重力和兩粒子之間的相互作用力。求（1）粒子a射入?yún)^(qū)域I時速度的大??；（2）當a離開區(qū)域II時，a、b兩粒子的y坐標之差。,.,解：（1）設(shè)粒子a在I內(nèi)做勻速圓周運動的圓心為C（在y軸上），半徑為Ra1，粒子速率為va，運動軌跡與兩磁場區(qū)域邊界的交點為如圖。由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得由幾何關(guān)系得式中，由式得,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,（2）設(shè)粒子a在II內(nèi)做圓周運動的圓心為On，半徑為，射出點為（圖中末畫出軌跡），由淪侖茲力公式和牛頓第二定律得由式得三點共線，且由式知點必位于的平面上。由對稱性知，點與點縱坐標相同，即式中，h是C點的y坐標。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,設(shè)b在I中運動的軌道半徑為，由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得設(shè)a到達點時，b位于點，轉(zhuǎn)過的角度為。如果b沒有飛出I，則（11）式中，t是a在區(qū)域II中運動的時間，而（12）（13）,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,由（11）（12）（13）式得（14）由（14）式可見，b沒有飛出I。點的y坐標為（15）由（14）（15）式及題給條件得，a、b兩粒子的y坐標之差為（16）,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,例12、2012年-25.（18分）,如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為?，F(xiàn)將磁場換為平等于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強度大小為B，不計重力，求電場強度的大小。,.,解：粒子在磁場中做圓周運動。設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得式中v為粒子在a點的速度。過b點和O點作直線的垂線，分別與直線交于c和d點。由幾何關(guān)系知，線段和過a、b兩點的軌跡圓弧的兩條半徑（未畫出）圍成一正方形。因此設(shè)有幾何關(guān)系得,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,聯(lián)立式得再考慮粒子在電場中的運動。設(shè)電場強度的大小為E，粒子在電場中做類平拋運動。設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得qE=ma粒子在電場方向和直線方向所走的距離均為r，有運動學(xué)公式得r=vt式中t是粒子在電場中運動的時間。聯(lián)立式得,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,13、如圖，在x軸下方有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于xy平面向外。P是y軸上距原點為h的一點，N0為x軸上距原點為a的一點。A是一塊平行于x軸的擋板，與x軸的距離為h/2，A的中點在y軸上，長度略小于a/2。帶點粒子與擋板碰撞前后，x方向的,分速度不變，y方向的分速度反向、大小不變。質(zhì)量為m，電荷量為q（q0）的粒子從P點瞄準N0點入射，最后又通過P點。不計重力。求粒子入射速度的所有可能值。,六、以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心,.,隨著n增大，粒子在板上的碰撞點向x正方向移動，n增大到一定值時，粒子將不再與板碰撞。,求得粒子運動半徑，便能求得速度v,粒子射出磁場的速度方向跟PN0對稱,粒子碰撞擋板前后的速度方向?qū)ΨQ,設(shè)粒子第一次沖出磁場點為C，再次進入磁場點為D，由相似三角形可知，CDa,設(shè)粒子在磁場中圓弧軌跡對應(yīng)的弦長為x，,粒子和板碰撞的次數(shù)為n,n0時，2ax,n1時，2a2xa,x=3a/2,n2時，2a3x2a,x=4a/3,n3時，2a=4x3a,x=5a/4,n1時,ba;,n2時,b5a/6;,n3時,b3a/4,（無法擊中擋板），,因此本題只存在n0、n1和n2三種情況。,P,Y,N