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难点33 物理解题及规范化
笔试仍是当今高考能力选拔的主要手段,能力的考查均通过试卷的解答来体现.因此,卷面解题步骤及其规范化是考生必备的基本功.从历届高考阅卷情况看,丢三落四,叙述不完整;言不达意,表述不确切;公式拼凑,缺乏连贯性;字迹潦草,卷面不整洁等不规范的解题是部分考生失分的重要因素之一.
●难点磁场
1.(★★★)试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直线运动.要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义.
2.(★★★★)如图33-1,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?
●案例探究
[例1](★★★)如图33-2,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径.
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°,并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin37°=0.6 cos37°=0.8)
命题意图:考查分析综合能力及实践应用能力,渗透对解题规范化的考查.B级要求.
错解分析:本题属学科内综合题,难度中等,多数考生因解题步骤不规范丢分.
解题方法与技巧:(1)设小球所受的风力为F,支持力为FN,摩擦力为Ff,小球质量为m,作小球受力图,如图33-3,
当杆水平固定,即θ=0时,由题意得:
F=μmg ① ∴μ=F/mg=0.5 mg/mg=0.5 ②
(2)沿杆方向,由牛顿第二定律得:Fcosθ+mgsinθ-Ff =ma ③
垂直于杆方向,由共点力平衡条件得:FN+Fsinθ-mgcosθ=0 ④
又 Ff =μN ⑤
联立③④⑤式得:
a==
将F=0.5 mg代入上式得a= g ⑥
由运动学公式得:s=at2 ⑦ 所以 t== ⑧
评析:解题时有力图,有文字说明,又假设了几个物理量(F、FN、Ff、m),交代了公式的来龙去脉,(①式由题意得到,③④⑦式由物理规律得到,⑥式由联立方程组得到)、有运算过程(将字母代入公式)、有明确的结果(②式和⑧式),使之看了一目了然.
[例2](★★★★)如图33-4所示,一劲度系数k=800 N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12 kg的物体.A、B竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F在上面物体A上,使A开始向上做匀加速运动,经0.4 s,B刚要离开地面,设整个过程弹簧都处于弹性限度内(g取10 m/s2)求:
(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值.
(2)此过程中力F所做的功.
命题意图:以胡克定律、牛顿第二定律、能的转化和守恒定律为依托,考查理解能力及分析综合能力.渗透着对解题步骤规范化的要求.B级要求.
错解分析:第(2)问中,计算变力F做功时,外力所做的功等于将其他形式能转化为系统重力势能和动能之和,部分考生容易忽视物体的动能导致错解,步骤不规范导致失分.
解题方法与技巧:(1)设A上升前,弹簧的压缩量为x1,B刚要离开地面时弹簧的伸长量为x2,A上升的加速度为a.
A原来静止时,因受力平衡,有
kx1=mg ①
设施加向上的力,使A刚做匀加速运动时的最小拉力为F1,有
F1+kx1-mg=ma ②
B恰好离开地面时,所需的拉力最大,设为F2,对A有
F2-kx2-mg=ma ③
对B有:kx2=mg ④
由位移公式,对A有x1+x2=at2 ⑤
由①④式,得x1=x2=== m
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