高考物理壓軸題求解思緒物理培優(yōu)課件v0第1頁高考物理壓軸題含有對(duì)考生閱讀了解能力、綜合分析能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題能力等多項(xiàng)能力考查功效，在高考中有著舉足輕重作用．物理壓軸題往往含有多個(gè)物理過程或含有多個(gè)研究對(duì)象，需要應(yīng)用多個(gè)物理概念和規(guī)律進(jìn)行求解,難度較大.從知識(shí)體系來劃分，可分為力學(xué)綜合題、電學(xué)綜合題或力、電、熱學(xué)綜合題、電、光、原子物理綜合題等,其中力學(xué)綜合題與電學(xué)綜合題，在物理試卷中占有主要地位．第2頁力學(xué)綜合題包含兩大方面規(guī)律：一是物體受力規(guī)律，二是物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物體運(yùn)動(dòng)情況是由它初始條件及它受力情況決定，因?yàn)榱τ腥N作用效果：①力瞬時(shí)作用效果——使物體產(chǎn)生形變或產(chǎn)生加速度；②力對(duì)時(shí)間積累效果——沖量；③力對(duì)空間積累效果——功,所以,加速度、沖量和功就是聯(lián)絡(luò)力和運(yùn)動(dòng)三座橋梁,與上述三座橋梁相關(guān)物理知識(shí)有牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量知識(shí)(包含動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定理)、機(jī)械能知識(shí)(包含動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律)．力學(xué)綜合題重視考查物理學(xué)中兩個(gè)主要觀點(diǎn)——?jiǎng)恿俊⒛芰?要求考生有扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和良好解題思維，能夠進(jìn)行正確受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，解題關(guān)鍵是要理清物理情景中出現(xiàn)“過程”、“狀態(tài)”。一、力學(xué)綜合題求解思緒第3頁【例1】如圖所表示，質(zhì)量M=4kg木板AB靜止放在光滑水平面上，木板右端B點(diǎn)固定著一根輕質(zhì)彈簧，彈簧自由端在C點(diǎn)，C到木板左端距離L=0.5m，質(zhì)量為m=1kg小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在木板左端，其與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．木板AB受到水平向左F=14N恒力，作用時(shí)間t后撤去，恒力F撤去時(shí)小木塊恰好抵達(dá)彈簧自由端C處，今后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大壓縮量x=5cm,取g=10m／s2．試求：(1)水平恒力F作用時(shí)間；(2)木塊壓縮彈簧最大彈性勢能；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生熱量。第4頁解析：(1)木板向左做初速度為零勻加速運(yùn)動(dòng)，而小木塊在摩擦力f=μmg作用下也做初速度為零勻加速運(yùn)動(dòng)，M、m加速度為a1、a2，由牛頓第二定律有a1=F–μmg/M=3m/s2,a2=μmg/m=2m/s2

撤去F時(shí)，木塊剛好運(yùn)動(dòng)到C處，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得解上面各式得(2)撤去恒力F時(shí)，M、m速度分別為v1、v2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=a1t=3m/s，v2=a2t=2m/s,第5頁此時(shí)，因M速度大于m速度，彈簧被壓縮,小木塊m向左繼續(xù)加速，木板M減速，當(dāng)它們含有共同速度設(shè)為v時(shí)，彈簧彈性勢能最大，設(shè)為EP，將木塊和木板視為系統(tǒng)，要求向左為正方向，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有Mv1+mv2=(M+m)v,系統(tǒng)從撤力F后到其有共同速度，由能量守恒有由以上各式得:彈簧最大彈性勢能EP=0.3J。(3)設(shè)小木塊相對(duì)木板向左滑動(dòng)離開彈簧后又能到達(dá)共同速度為v’，相對(duì)向左滑動(dòng)距離為s，由動(dòng)量守恒得(M+m)v=(M+m)v',得v’=v,由能量守恒得代入數(shù)據(jù)得:s=0.15m,第6頁因?yàn)閤+L>s，且s>x，故假設(shè)成立,所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程系統(tǒng)產(chǎn)生熱量Q=μmg(L+x+s)=1.4J.

思維點(diǎn)撥：本題研究對(duì)象為系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)過程有多個(gè)子過程,包括許多主要知識(shí)點(diǎn),讀題時(shí)可用“慢鏡頭”將運(yùn)動(dòng)過程分解為以下幾個(gè)子過程:1木板、小木塊作同方向加速運(yùn)動(dòng),直至小木塊抵達(dá)彈簧自由端C處,考慮木板、小木塊位移關(guān)系列式,求出F;2小木塊壓縮彈簧,當(dāng)木板、小木塊含有相同速度時(shí),彈簧壓縮量最大,即彈性勢能最大,從動(dòng)量守恒、能量守恒兩個(gè)角度分別列式;3之后小木塊彈出滑行,直至木板、小木塊再次有相同速度,再用動(dòng)量守恒和能量守恒分別列式,求出彈出滑動(dòng)距離s，進(jìn)而求出整個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生熱量.解題時(shí)還應(yīng)搞清狀態(tài),如笫2過程中,列式不能遺漏木塊克服摩擦力消耗能量,笫3過程中,求出小木塊彈出滑行s=0.15m,還必須判斷一下它是否抵達(dá)彈簧自由端,是否彈出木板外等,許多考生往往忽略假設(shè)條件是否存在而造成失分.第7頁電磁學(xué)包含靜電場、恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)、交變電流和電磁場等方面知識(shí)，研究電場、磁場和它們對(duì)電荷作用，研究是直流電路及交流電路相關(guān)規(guī)律．電磁學(xué)中“場”與“路”知識(shí)既各自獨(dú)立，又相互聯(lián)絡(luò)，全部電磁學(xué)問題，以“場”為基礎(chǔ)，進(jìn)而研究“場”與“路”關(guān)系．二、電學(xué)綜合題求解思緒第8頁【例2】如圖所表示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，僅在虛線MN下面空間內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度隨高度改變磁場(在同一水平線上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同)，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R，質(zhì)量為m金屬棒兩端套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng),導(dǎo)軌和金屬棒電阻不計(jì)，將導(dǎo)軌從O處由靜止釋放，進(jìn)入磁場后恰好做勻減速運(yùn)動(dòng)，剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v，抵達(dá)P處時(shí)速度為v／2，O點(diǎn)和P點(diǎn)到MN距離相等，求:(1)求金屬棒在磁場中所受安培力F1大小；(2)若已知磁場上邊緣(緊靠MN)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,求P處磁感應(yīng)強(qiáng)度BP；(3)在金屬棒運(yùn)動(dòng)到P處過程中，電阻上共產(chǎn)生多少熱量?第9頁解析：(1)金屬棒從O→MN過程棒做自由落體運(yùn)動(dòng)

h=v2／2g,從MN→P棒做勻減速運(yùn)動(dòng)由mg–Fl=ma,得Fl=mg–ma=7mg/4.(2)棒從MN→P做勻減速運(yùn)動(dòng)，故Fl大小不變．又所以(3)棒從MN→P產(chǎn)生熱量第10頁思維點(diǎn)撥：近年高考?jí)狠S題往往以導(dǎo)線切割磁感線為背景命題,電磁感應(yīng)與力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)橋梁是安培力，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)與感應(yīng)電流就有制約關(guān)系，分析安培力改變是解題關(guān)鍵．分析電磁感應(yīng)中電路時(shí)，應(yīng)注意產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢部分相當(dāng)于電源，該部分導(dǎo)線相當(dāng)于內(nèi)電路，解題時(shí)需要正確分清內(nèi)外電路、串并聯(lián)關(guān)系。分析電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題應(yīng)注意：(1)感應(yīng)電流受到安培力總是妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須有外力克服安培力做功，此過程中其它能轉(zhuǎn)化為電能；(2)克服安培力做了多少功，就產(chǎn)生了多少電能,所以對(duì)于電磁感應(yīng)問題，能夠利用能量守恒定律或功效關(guān)系列式處理．第11頁力電綜合題往往以帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)為背景命題,融協(xié)力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)，構(gòu)思新奇、綜合性強(qiáng)．求解這類綜合題要注意從以下幾方面去把握：(1)正確分析帶電粒子受力情況．判斷帶電粒子重力是否忽略不計(jì),電場力和洛倫茲力大小和方向怎樣,這些問題都必須依據(jù)題意以及各場力特征作出全方面分析．(2)正確分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)情況．要確定帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng)?有哪些運(yùn)動(dòng)過程?近年高考試題中最經(jīng)典運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)等．(3)善于從功和能角度分析問題．洛倫茲力不做功,重力和電場力做功與路徑無關(guān)，做正功,勢能減小，做負(fù)功,勢能增大．(4)從動(dòng)量和電量切入問題．對(duì)于兩個(gè)相互作用帶電粒子或系統(tǒng)，注意利用動(dòng)量守恒和電量守恒思想分析．(5)靈活利用力學(xué)規(guī)律．在正確而全方面分析基礎(chǔ)上，畫好必要受力圖和運(yùn)動(dòng)軌跡圖，再依據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程,靈活地利用平衡條件、牛頓定律、動(dòng)量守恒定律、功效關(guān)系等規(guī)律來求解．三、力學(xué)和電學(xué)綜合題求解思緒第12頁【例3】如圖所表示，在x>0空間中，存在沿x軸方向勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=10N／C；在x<0空間中，存在垂直xOy平面方向勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．一帶負(fù)電粒子(比荷q／m=160C／kg)在x=0.06m處d點(diǎn)以v0=8m／s初速度沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)帶電粒子重力．求：(1)帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次經(jīng)過y軸時(shí)與y軸交點(diǎn)距O點(diǎn)距離；(2)帶電粒子進(jìn)入磁場后經(jīng)多長時(shí)間返回電場；(3)帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期．第13頁解析：(1)對(duì)于帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)有：第一次經(jīng)過y軸時(shí)與y軸交點(diǎn)到O點(diǎn)距離y1=v0t,將數(shù)據(jù)代入以上三式解得y1=0.069m．(2)帶電粒子經(jīng)過y軸時(shí)沿x軸方向速度設(shè)進(jìn)入磁場時(shí)帶電粒子速度方向與y軸正方向夾角為θθ=60,所以帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)圓心角α=2θ=120°．帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所表示．帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間第14頁(3)從開始至第一次抵達(dá)y軸時(shí)間從磁場再次回到電場中過程(未進(jìn)入笫二周期)是第一次離開電場時(shí)逆運(yùn)動(dòng),據(jù)對(duì)稱性所以粒子運(yùn)動(dòng)周期思維點(diǎn)撥：處理帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)思緒：依題意畫出軌跡，再利用幾何知識(shí)，確定圓心和半徑．在已知粒子入射方向和出射方向時(shí)，可過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作出垂直速度方向直線，兩直線交點(diǎn)即圓心，粒子運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)角即圓心角，借助于圓心角和周期可求出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間．帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)，首先從受力分析入手，搞清粒子運(yùn)動(dòng)物理情境，再把電磁問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題來處理．第15頁高考物理壓軸題重視考查考生對(duì)物理過程或物理情境分析能力,解題關(guān)鍵:首先要認(rèn)真閱讀試題，分析試題所提供物理過程或物理情境，了解其中物理?xiàng)l件和物理意義，找出其中起主要作用原因,然后把物理過程或物理情境分解為若干個(gè)簡單過程，分析每個(gè)過程中各物理量改變以及它們之間關(guān)系,最終依據(jù)所學(xué)物理概念或物理規(guī)律建立物理量之間關(guān)系式，得出結(jié)論。解題時(shí)，要善于利用數(shù)學(xué)工具包含圖象、圖線等來幫助分析物理過程或狀態(tài)，這么有利于形象地了解物理過程,快速分析求解。第16頁高考物理壓軸題考查是綜合應(yīng)用能力,既考查了學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，又能對(duì)學(xué)生思維靈活性和發(fā)散性進(jìn)行科學(xué)考查.四、物理壓軸題求解思緒第17頁【例4】（江蘇卷試題19）如圖所表示，頂角θ=45°金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處于方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場中．一根與ON垂直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒單位長度電阻均為r,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)為a和b,導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中一直保持與導(dǎo)軌良好接觸．t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處．求：(1)t時(shí)刻流過導(dǎo)體棒電流強(qiáng)度I和電流方向．(2)導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F表示式．(3)導(dǎo)體棒在0∽t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱Q．(4)若在t0時(shí)刻將外力F撤去，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)坐標(biāo)x．第18頁試題特點(diǎn)：這是一道電磁學(xué)與力學(xué)綜合題，包括運(yùn)動(dòng)分析、受力分析、動(dòng)量、功率和能量等知識(shí),是由學(xué)生比較熟悉經(jīng)典習(xí)題經(jīng)過加工、修改而成新題，該題看似一道陳體，但經(jīng)過命題者加工、潤色以后使該題顯得新奇、別致，充分表達(dá)了命題者獨(dú)特匠心和命題者思維創(chuàng)造性。解題思緒：本題考查感應(yīng)電流產(chǎn)生條件、方向判定、導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢、焦耳熱以及導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)坐標(biāo)計(jì)算,將電磁感應(yīng)與磁場、電路、力和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、能量等知識(shí)有機(jī)聯(lián)絡(luò)，包括知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)．本題(1)(2)小問,可按常規(guī)基本方法求解,第(3)小問中,因?yàn)镮恒定,導(dǎo)體棒電阻R’隨時(shí)間作線性改變,所以導(dǎo)體棒電功率也隨時(shí)間作線性改變,求導(dǎo)體棒產(chǎn)生焦耳熱可用“平均值法”來求.第(4)小問中,要求確定導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)坐標(biāo)x,因?yàn)閷?dǎo)體棒所受安培力是變力(隨速度而變小),可將推導(dǎo)勻變速運(yùn)動(dòng)位移公式“微元法”遷移過來,選取適當(dāng)物理規(guī)律(動(dòng)量定理、動(dòng)能定理或牛頓第二定律)列式,然后采取“累積法”求解.力、電、磁綜合題分析和計(jì)算，要掌握善于用動(dòng)量、能量觀點(diǎn)解題,出現(xiàn)變量問題,宜采取“微元法”“累積法”來突破.第19頁解析：（1)0到t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒位移t時(shí)刻導(dǎo)體棒長度l=x,導(dǎo)體棒電動(dòng)勢回路總電阻電流強(qiáng)度電流方向b→a.(3)解法—考慮平均電功率求解導(dǎo)體棒電阻t時(shí)刻導(dǎo)體棒電功率∵P∝t,∴解法二考慮平均電阻求解t時(shí)刻導(dǎo)體棒電功率因?yàn)镮恒定，所以(2)第20頁(4)解法—利用動(dòng)量定理求解撤去外力后，設(shè)任意時(shí)刻t導(dǎo)體棒坐標(biāo)為x,速度為v,取很短時(shí)間Δt,在t∽t+Δt時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)量定理得

得又

掃過面積(其中)由以上三式得第21頁解法二利用動(dòng)能定理求解撤去外力后，設(shè)任意時(shí)刻t導(dǎo)體棒坐標(biāo)為x,速度為v,取很短距離Δx,在x∽x+Δx,由動(dòng)能定理得

忽略高階小量,得得所以第22頁1.要重視利用物理分析方法高考物理壓軸題重視考查考生物理分析能力：首先分析試題所提供物理過程(物理情境)，了解其中物理?xiàng)l件和物理意義，找出其中起主要作用原因,然后把物理過程(物理情境)分解為若干個(gè)簡單過程，分析每個(gè)過程中各物理量改變以及它們之間關(guān)系,最終依據(jù)物理規(guī)律建立物理量之間關(guān)系式.慣用物理分析方法有理想模型法、矢量法、臨界法、累積法、對(duì)稱法、控制變量法、變換參考系法、綜合分析法等,這些方法在求解高考物理壓軸題時(shí)往往要同時(shí)利用和交叉利用.物理壓軸題求解方法：第23頁2.要重視利用數(shù)學(xué)方法高考物理壓軸題對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解題能力要求較高,解題時(shí)要善于利用數(shù)學(xué)工具(函數(shù)、微分、求導(dǎo)、積分、圖象、圖線等)來幫助分析物理過程或狀態(tài)，這么有利于形象地了解物理過程,快速分析求解。值得一提是,有一個(gè)從數(shù)學(xué)微積分中移植過來方法叫“微元法”,在近年高考物理或物理競賽中頻頻出現(xiàn),“微元法”就是把研究對(duì)象分割成無限多個(gè)無限小部分，或把物理過程分解成為無限多個(gè)無限短過程，抽取其中一個(gè)微小部分或極短過程加以研究方法,利用這種方法往往可將變量轉(zhuǎn)化為常量，將非理想模型轉(zhuǎn)化為理想模型，使復(fù)雜問題變得簡單易解,微元法解題關(guān)鍵是正確選取“微元”,這些“微元”是任意，又是含有代表性，依據(jù)處理問題需要，通常選取微元有：長度元l、角度元、時(shí)間元t、面積元S、體積元V、質(zhì)量元m、電荷元q等．瞬時(shí)速度概念建立、勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式推導(dǎo)、變力功分析計(jì)算等都利用了“微元法”,這是一個(gè)科學(xué)抽象思維方法，也是一個(gè)數(shù)學(xué)技巧，它有利于培養(yǎng)微觀洞察力和宏觀駕馭力．第24頁3.要重視思維方法求解高考物理壓軸題思維方法往往各種多樣,本題所考查物理情境并不陌生，為導(dǎo)體切割磁場線模型，這種綜合題給出一定新情境，含有一定探究性，要求考生在情境中自行設(shè)定與尋找解題思維方法，本題求解既能夠采取利用動(dòng)量定理，也可采取利用動(dòng)能定理，還可采取利用牛頓第二定律，學(xué)生可依據(jù)題目提供信息，尋找各種路徑處理問題，以此考查考生思維靈敏性、靈活性．為了正確解答這一類問題，考生要重視思維方法歸納，如：類比法、遷移法、特值法、對(duì)稱法、極端思維法等,還應(yīng)重視思維方法拓展，提升自己思維廣泛性.第25頁4.要重視解題得分技巧高考物理壓軸題往往設(shè)置多個(gè)小問題,并含有一定梯度,以提升試卷對(duì)考生區(qū)分度,有利于高校選拔新生,考生在求解高考?jí)狠S題應(yīng)經(jīng)過審題搞清題中信息,分步求解,如本題(1)(2)兩小問考查基礎(chǔ)知識(shí),普通考生都能得分,假如放棄求解,十分可惜;本題第(3)小問,難度中等,基礎(chǔ)很好考生應(yīng)努力攻克;第(