课件15张PPT。高三物理二轮专题复习涉及动量能量的经典模型与应用 宁波中学 物理组 宋捷知识框架三个经典模型变式1变式22、小球碰撞模型1、子弹打木块模型3、弹簧连接体模型 练习知识框架两条定理:两条定律: (1)动量守恒定律 条件:系统不受外力或所受外力之和为零 (2)机械能守恒定律 条件:只有重力(或弹簧的弹力)做功往往以一个物体为研究对象往往以一个系统为研究对象功和能的关系做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少
能量发生了变化,功是能量转化的量度.1、子弹打木块模型2、小球碰撞模型 3、弹簧连接体模型: 变式1、 1解变式2、2解练习、解 谢 谢! 涉及动量能量的经典模型与应用
宁波中学 物理组 宋捷
这类试题往往涉及到两个(或两个以上的)物体,物体与物体之间通过摩擦、弹簧、或者其它的力相互作用,而且情景常常有较复杂的物理过程。这类问题有较高的思维起点,需要同学们具有综合运用所学知识,以及对物理过程进行全面、深入分析的能力,因而成为近年来理科综合能力测试(物理)中考查学生能力的重要素材。在近几年的高考中,每年都有这类问题的出现。
今天我们就从3个经典模型开始,一起来复习这类试题的解决办法。
一、子弹打木块模型
例1 质量为的木块静止在光滑水平面上,一质量为速度为的子弹水平射入木块中,如果子弹所受阻力的大小恒为,子弹没有穿出木块,木块和子弹的最终速度为,在这个过程中木块相对地面的位移为,子弹相对与地面的位移为,子弹相对与木块的位移为。
解:光滑水平面,子弹与木块水平方向动量守恒 ① 对木块用动能定理 ②
对子弹用动能定理 ③
②+③,得到 ④
观察方程④,等式的左边表示摩擦力对系统做的功,右边表示系统动能的变化,那么它表示的物理意义是,在不受外力作用下,系统内部摩擦力做功(摩擦力与物体相对位移的乘积)等于系统动能的变化。
这种模型适用条件是,一个物体在另一个物体表面或内部运动,在运动方向上不受外力,系统动量守恒。从能量的观点看,系统内部摩擦力做功(摩擦力与物体相对位移的乘积)等于系统动能的变化。
二、碰撞模型
例2 如图,在光滑的水平面上,有两个质量分别为和小球A、B,A球以的速度与静止的B球发生正碰。
从动能损失情况分类,三种情况:
a、弹性碰撞:无机械能损失的碰撞,满足动量守恒和机械能守恒
解得:
b、完全非弹性碰撞:碰后粘在一起,动能损失最大,动量守恒
c、非弹性碰撞:动量守恒,能量损失介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间
这个模型的三种情况在实际的试题中,往往有一下一些关键的语句,如:木板A、B碰撞时间极短且撞后粘在一起;A、B两物体发生正碰,碰撞时间极短,碰撞过程没有能量的损失等等。
三、弹簧连接体模型
例3如图所示,在光滑的水平面上有质量为、的A、B两个小球固定在轻质弹簧的两端,开始时A、B静止,弹簧处于原长状态,在某时刻突然给A球以的初速度,试分析以后A、B小球的运动情况和弹簧弹性势能的变化情况。
开始时 ,弹簧被压缩,A减速,B加速,
a、到时,弹簧被压到最短,弹性势能最大,然后弹簧得弹力使B加速,使A减速
b、当弹簧恢复原长时,弹性势能为0,系统动能最大
相当于是弹性碰撞,解得: ,
c、因为,弹簧要被拉伸,B要减速,A要正向加速,到时,弹簧被拉到最长,弹性势能最大。
d、当弹簧再次回到原长时,由动量守恒,机械能守恒,解得: ,回到最初的状态。
这种模型两物体之间通过弹簧作用,不受其它外力,满足动量守恒,从能量的观点看,系统的动能与弹簧弹性势能相互转化,并且当两物体速度相等时,弹簧弹性势能达到最大。
变式1、(2004年北京理综)对于两物体碰撞前后速度在同一直线上,且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型:A、B两物体位于光滑水平面上,仅限于沿同一直线运动.当它们之间的距离大于等于某一定值d时,相互作用力为零;当它们之间的距离小于d时,存在大小恒为F的斥力.
设A物体质量m1=1.0kg,开始时静止在直线上某点;B物体质量m2=3.0kg,以速度v0从远处沿该直线向A运动,如图所示.若d=0.10m,F=0.60N,v0=0.20 m/s,求:
(1)相互作用过程中A、B加速度的大小;
(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;
(3)A、B间的最小距离.
答案:(1)、;(2)1.5×10-2J;(3)7.5cm
变式2、如图所示,长为L,质量为m1的物块A置于光滑水平面上,在A的水平上表面左端放一质量为m2的物体B(物体B可视为质点),B与A的动摩擦因数为μ.A和B一起以相同的速度v向右运动,在A与竖直墙壁碰撞过程中无机械能损失,要使B一直不从A上掉下来,v必须满足什么条件?(用m1、m2、L及μ表示)
答案:若m1≤m2,则 若m1>m2 ,则
课堂练习:(2006年重庆理综)如图,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内.小球A、B质量分别为m、βm(β为待定系数).A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后A、B球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失.重力加速度为g.试求:
(1)待定系数β;
(2)第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力;
(3)小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度.
答案:(1)3;(2),方向水平向左;,方向水平向右;4.5mg,方向竖直向下.(3)当n为奇数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;当n为偶数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同.
练习:涉及动量能量的经典模型与应用
1、(2006全国理综Ⅱ)如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等.Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于 ( )
A.P的初动能 B.P的初动能的1/2
C.P的初动能的1/3 D.P的初动能的1/4
2、(2002全国理综)在光滑水平地面上有两个弹性小球A、B,质量都为m,现B球静止,A球向B球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为EP,则碰前A球的速度等于 ( )
A. B. C. D.
3、如图所示,木块静止在光滑水平面上,子弹A、B从木块两侧同时射入木块,最终都停在木块中,这一过程中木块始终保持静止.现知道子弹A射入深度dA大于子弹B射入的深度dB,则可判断 ( )
A.子弹在木块中运动时间tA>tB B.子弹入射时的初动能EkA>EkB
C.子弹入射时的初速度vA>vB D.子弹质量mA<mB
4、如图所示,A、B是位于水平桌面上的两个质量相等的小木块,离墙壁的距离分别为L和l,与桌面之间的滑动摩擦系数分别为μA和μB.今给A以某一初速度,使之从桌面的右端向左运动.假定A、B之间,B与墙之间的碰撞时间都很短,且碰撞中总动能无损失.若要使木块A最后不从桌面上掉下来,则A的初速度最大不能超过_______.
5、(2006天津理综)如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,一端与质量为m2的档板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点.A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:
(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;
(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时弹性势能为零).
6、(2005年天津理综)如图所示,质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板右端放着质量mB为1.0kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12N·s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EkA为8.0 J,小物块的动能EkB为0.50J,重力加速度取10m/s2,求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;
(2)木板的长度L.
7、如图所示,两个质量均为4m的小球A和B由轻弹簧连接,置于光滑水平面上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A球,并在极短时间内嵌在其中.求:在运动过程中
(1)什么时候弹簧的弹性势能最大,最大值是多少?
(2)A球的最小速度和B球的最大速度.
答案1、B 2、C 3、BCD 4、
5、解析:(1)由机械能守恒定律,有
解得v=
(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力,由动量守恒,有
碰后A、B一起压缩弹簧,)到弹簧最大压缩量为d时,A、B克服摩擦力所做的功
由能量守恒定律,有
解得
6、答:(1)v0=3.0m/s;(2)L=0.50m
7、解析:子弹与A球发生完全非弹性碰撞,子弹质量为m,A球、B球分别都为M,子弹与A球组成的系统动量守恒,则
mv0= (m+M)V ①
(1)以子弹、A球、B球作为一系统,以子弹和A球有共同速度为初态,子弹、A球、B球速度相同时为末态,则
(m+M)V= (m+M+M)V′ ②
③
M=4m,解得 ④
(2)以子弹和A球有共同速度为初态,子弹和A球速度最小、B球速度最大为末态,则(m+M)V= (m+M)VA+MVB ⑤
⑥
解得, ⑦
或=v0,=0 ⑧
根据题意求A球的最小速度和B球的最大速度,所以VAmin,VBmax
课件11张PPT。力学中的弹簧类问题普陀中学 张海兵1.如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端系着质量为m的物体A,A静止时位置为O.在A下端再用细绳挂一个质量也为m的物体B.平衡后,将A、B间细绳剪断.(1)求细线剪断瞬间A、B的加速度分别为多大?对B:F弹-mg=maAF弹=2mgaB=gaA=g竖直向下竖直向上mg=maB对A:(2)如果A回到O点的速率为v,此时B的速率为u.求在这段时间内弹簧的弹力对A冲量的大小. 1.如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端系着质量为m的物体A,A静止时位置为O.在A下端再用细绳挂一个质量也为m的物体B.平衡后,将A、B间细绳剪断.以向下为正方向,则对B: 对A:∴I=mu+mvmgt=mu-0mgt-I=-mv-02.用劲度系数为k的轻弹簧把质量均为m的木板A、B连接组成如图所示的装置,静置于水平地面上,A板在上,B板在下。现用一个竖直向下的力F将木板A缓慢压到P点,撤去F后,A向上运动,在以后的运动过程中能使B板恰好离开地面. (1) 分析木板A被下压过程中F如何变化? (2)撤去F瞬间,木板A的加速度多大? PCO设木板A原先静止时弹簧的形变量为xo(2)撤去F瞬间,木板A的加速度多大? (3)将木板A压到P点F所做的功 2.用劲度系数为k的轻弹簧把质量均为m的木板A、B连接组成如图所示的装置,静置于水平地面上,A板在上,B板在下。现用一个竖直向下的力F将木板A缓慢压到P点,撤去F后,A向上运动,在以后的运动过程中能使B板恰好离开地面. xo2xo2xoPCO(3)将木板A压到P点F所做的功 3.如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的物块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离l 时,与B相碰.碰撞时间极短,碰后A、B立即一起运动,但互不粘连.已知最后A恰好返回出发点P并停止,设滑块A和B均可视为质点,与导轨的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.求弹簧的最大压缩量. 设A、B的质量均为m,弹簧的最大压缩量为x .碰前,对A:碰撞过程中:AB开始压缩弹簧至弹簧恢复原长过程中:AB分离后,对A:由以上各式,得: AB开始压缩弹簧至弹簧压缩量最大过程中,设最大弹性势能为Ep从弹簧压缩量最大至恢复原长过程中:求弹簧的最大压缩量. 12:28轻质弹簧的特点:1.弹力为变力,其大小遵循胡克定律2.弹力不可突变(弹簧两端连接物体时)3.弹簧的伸长量与压缩量相等时,弹簧具有的弹性势能相等处理弹簧类问题的方法:(1)通过画图理清弹簧关联物的运动情况及 弹簧的伸缩情况,明确临界状态的受力特点。(2)充分把握弹簧运动的对称性, 合理选择力学规律解题。谢谢课件54张PPT。对高三物理复习教学的几点思考宁波中学 李建明一.第二阶段复习教学安排 二.物理实验能力考核 三.图示问题的分析一、关于第二阶段复习教学安排▲ 三类课型A 针对模拟试卷的解题训练——以知识点为主,少整体,局部见效快B 针对各类具体物理的方法指导——适用面窄,局部有效C 针对物理知识的系统整理 ——适用面广,整体有序,用时长力学知识力运动关系三条解题思路过程分析5课时物理实验测量与误差19个实验设计题6课时一、关于第二阶段复习教学安排▲ 三类课型A 针对模拟试卷的解题训练——以知识点为主,少整体,局部见效快B 针对各类具体物理的方法指导——适用面窄,局部有效C 针对物理知识的系统整理 ——适用面广,整体有序,用时长▲三种可能的组合A类(解题训练)为主,B类为辅B类(方法指导)为主,A类为辅C+B+A (在系统整理重要知识的基础上进行了分类指导和解题训练)▲复习教育中的注意点1、培养学生的物理思维能力2、提高学生的物理表达能力3、让学生熟悉并适应理综考试过程综合题分析思路问题牛顿定律受力分析运动分析W、E动能定理机械能守恒定律I、p动量定理动量守恒定律力的三大效应过程的分析与综合使用规范的物理符号
准确表达推理过程 ※物理符号※物理公式的表达及推导图示符号物理量符号03年23题第一小问(3分) 画电路图时,有下列错误: 漏画电源变阻器符号没有箭头电阻符号误用灯泡的符号变阻器误用电阻箱符号(有以上错误均扣3分)漏画电键(扣1分) 03年24题质量的符号没有区分或半径的符号不同 03年25题用符号U来表示线圈的感应电动势,由于该符号在试题中已表示发电机输出电压的有效值,因而被扣除该公式分(6分)同一符号应具有确定的含义脚标的使用 ※03年25题有:
大齿轮、小齿轮、车轮、摩擦小轮 ※远距离输电模型
升压变压器 原线圈、副线圈
输电线电阻
降压变压器 原线圈、副线圈2003全国卷25题 曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图9为其结构示意图。图中N 、S 是一对固定的磁极,abcd 为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与ab边平行,它的一端有一半径ro=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图10所示。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动。设线框由N=800匝的导线圈组成,每匝线圈的面积s=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm( 见图10 )。现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2v ?( 假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)
大
齿
轮物理公式的表达及推导应做到:
①书写原始公式,尤其是核心公式
②应分步列式,逐一推导如03全国理综24题(评分标准如表所示),答卷中有下列情况:②合写公式1和2
①直接写出公式4,
然后求出结果二、关于物理实验能力的考核1、考核要求2、考题特点3、复习教学策略1、考核要求▲ 能独立完成所列实验 (19个)▲ 能灵活运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理新问题2、考题特点▲整体方案设计▲局部修改或完善(06 四川卷)请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用)。
A.天平;B.刻度尺;C.弹簧秤;D.电磁打点计时器;E.带夹子的重锤F.纸带;G.导线若干;H.铁架台;I.低压交流电源;J.低压直流电源
K.小车;L.螺旋测微器;M.斜面(高度可调,粗糙程度均匀)。(06 全国卷Ⅰ) 现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有:待测电压表 (量程2V,内阻约为4kΩ);电流表 (量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干
要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
i.试从3个固定电阻中选用1个,与其它器
材一起组成测量电路,并在虚线框内画出
测量电路的原理图。(要求电路中各器材
用题中给定的符号标出。)
ii.电路接通后,若电压表读数为U,电流
表读数为I,则电压表内阻RV=______________。(06 广东卷)某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图5所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图5中P0P0' 、P1P1'、……),槽间距离均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图6所示。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到_________。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了___________。
(2)每次将B板向内侧平移距离,是为了__________ 。
(3)在图6中绘出小球做平抛运动的轨迹。(全国卷II) 22.(1)现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡(图中用×表示)的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V~4V。
现有器材:直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),电压表V(量程4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表A1(量程250mA,内阻约为2Ω),电流表A2(量程500mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),电键S,导线若干
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是 ,下面两个电路应该选用的是 。(06 北京卷)某同学用图2所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象. ①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:A1:(量程100 mA,内阻约2Ω); A2:(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω);电压表:V1(量程5 V,内阻约5Ω); V2(量程15 V,内阻约15Ω);滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω)
R2(阻值范围0~2KΩ)
电源:E1(电动势为1.5 V,内阻为0.2Ω); E2(电动势为4 V,内阻约为0.04Ω).为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表____,电压表______,滑动变阻器____,电源_______.(填器材的符号)③根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________. ②根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知,此灯泡在不不作时,灯丝电阻为___________;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为_________W.
3、实验复习教学策略(1)熟悉解题流程(2)掌握设计思路(3)挖掘实验设计题的特殊点实验设计题的特殊点能灵活运用学过的理论、实验方法和仪器,
设计简单的实验方案知识是学过的
器材是用过的
方法是做过的方案是新的器材的型号、组合
问题的情景是新的
或要求是新的挖掘试题与实验的不同点,围绕特殊情况进行方案设计(00 理综)电阻R1、R2、R3连结成图11所示的电路,放在一个箱中(虚框所示),箱面上有三个接线柱A、B、C。请用多用表和导线设计一个实验,通过在A、B、C的测量,确定各个电阻的阻值。要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R1、R2、R3。解法一:⑴多用表测Rab,得:⑵多用表测Rbc,得:⑶多用表测Rac,得:解法二:⑴用导线短路AB,测Rbc,得:⑵用导线短路BC,测Rca,得:⑵用导线短路CA,测Rab,得: 实验设计的基本流程明确问题初步分析提出设想进行验证完成修改完善目的性 安全性
准确性 可操作性设计思路 从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
⑴在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。
⑵若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是: 。明确问题研究对象电流表(A2)量程500μA,内阻r2=750Ω
电压表(V)量程10V,内阻r3=10kΩ测电流表A1的内阻r1
(1)画出电路图(设计方案)
(2)导出内阻r1表达式(处理数据)实验器材(测量仪器)目的要求电流表A1的内阻r1初步分析、提出方案(一)问题:电压表示数太小①电压表量程太大
②被测电压值U太小进行验证问题:电压表示数太小①电压表量程太大
②电流表量程太小10mA进行验证修改完善,提出方案(二)修改完善,提出方案(三) 实验设计的基本流程明确问题初步分析提出设想进行验证完成修改完善目的性 安全性
准确性 可操作性设计思路伏安法测电阻的设计思路Rx=U/I测普通电阻测电表电阻电路条件R的匹配IA 、 UV 的匹配利用串并联规律求解内阻已知已知电阻改装电表已知电阻串并联规律原理问题对策例.有一个阻值约为30Ω的电阻Rx,要求准确测出其阻值,给定的器材如下:
A.电源E(电动势12V,内阻为0.5Ω)
B.电压表(0—3—15V,内阻约10kΩ)
C.电流表(0—0.6—3A,内阻约1Ω)
D.滑动变阻器R1(阻值0—10Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器R2(阻值0—1700Ω,额定电流0.3A)
F.电键K和导线若干
(1)电压表的量程应选 ,电流表的量程应选 ,滑动变阻器应选用 (填字母代号);
(2)请画出实验电路图。例.有一个额定电压为10 V、额定功率在10~15 W之间的用电器(用电阻符号表示),为了测定它的额定功率,现有下列器材:
A.电动势为3 V、15 V、50 V的直流电源(内阻不计)
B.规格为0~5Ω 3A、0~15Ω 2A、0~50Ω 1A的滑动变阻器
C.量程为0~0.6 A、0~3 A的双量程电流表(内阻不计)
D.量程为0~3 V的直流电压表,内阻2 kΩ
E.阻值为1 kΩ、2 kΩ、5 kΩ的定值电阻各一个;
另有开关、导线若干。
为使测量尽可能准确、方便,并使耗电功率最小,请回答:
①应该选择的电源是________,滑动变阻器是_________。
②应该选择的安培表量程是______________。
③应如何使用电压表?
④画出测量电路图。例.为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约为2000Ω)。实验室中可以提供的器材有:
电流表A1,量程为0.6A,内阻约0.1Ω
电压表V1,量程为5V,内阻约3500Ω
电阻箱R1,阻值范围为0—9999Ω
电阻箱R2,阻值范围为0—99.9Ω
滑动变阻器R3,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A
电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω
单刀单掷开关K,导线若干。
(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路,画出原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。
(2)说明了实验所要测量的量: ,写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为:RV= 。例.实验室中现有器材如下:
电池E,电动势约10V,内阻约1Ω;
电流表A1,量程10A,内阻r1约为0.2Ω;
电流表A2,量程300mA,内阻r2约为5Ω;
电流表A3,量程250mA,内阻r3约为5Ω;
电阻箱R1,最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω;
滑线变阻器R2,最大阻值100Ω;开关S,导线若干。
要求用图中所示的电路测定图中电流表A的内阻。
⑴在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路精确测出其内
阻?
⑵测量时要读出的物理量是 ,用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。 例.从下列实验器材中选出适当的器材,设计实验电路来测量两个电压表的内阻,要求方法简捷,操作方便,可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。
A.待测电压表V1,量程0~3V,内电阻约20kΩ—40kΩ
B.待测电压表V2,量程0~3V,内电阻约20kΩ—40kΩ
C.电阻箱R1,阻值范围0—99999.9Ω
D.电阻箱R2,阻值范围0—99.99Ω
E.滑动变阻器R3,阻值范围0—250Ω,额定电流2.5A
F.滑动变阻器R4,阻值0—20Ω,额定电流2A
G.电池组,电动势为6V,内电阻为0.5Ω
H.单刀开关若干和导线若干
(1)请设计一个测量电路,并在下面的方框中画出电路图;
(2)实验器材选择除A、B、G、H外,电阻箱应选用 ,滑动变阻器应选用 (用器材前的字母表示);
(3)需要测量哪些物理量,写出Rv1和Rv2的表达式,并写出推导过程。说明:⑴电阻R的值应与电表内阻接近;方案一: ⑵此电路只能测出电压表V1的内阻。方案二:步骤:
⑴断开开关S,读出电压表
V1、V2的读数U1、U2; ⑵闭合开关S,读出电压表
V1、V2的读数U’1、U’2。R的匹配IA 、 UV 的匹配利用串并联规律求解内阻已知已知电阻改装电表已知电阻串并联规律原理问题对策例 用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:
待测电阻Rx:阻值约为100Ω;
电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;
电流表A1:量程50mA、内阻r1=20Ω;
电流表A2:量程300mA、内阻r2约为4Ω;
定值电阻R0:阻值为20Ω;
滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;
单刀单掷开关S、导线若干.
①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注);
②若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx= . 20Ω电表改装串并联课件27张PPT。三、“读图”能力的考核?理综(综合)能力要求:用适当形式进行表达理解有关文字、图、表的主要内容及特征定量描述自然科学的现象和规律。包括用简单的图、表和数据理解能力
推理能力
设计和完成实验能力
获取知识的能力
分析综合能力
理综(物理)能力要求:应用数学处理物理问题的能力必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析读图问题可分为:图象问题读图问题的要求可分为:会读图图示问题会用图1、图象问题图象包括对于二维平面坐标,着重从点、线、面三 个要素进行分析;
对于三维空间图象问题常把它转化为二维平面问题。二维平面直角坐标
三维空间坐标图象分析应注重数学图象的基本分析方法例.两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图8所示。L2的额定功率约为 W;现将L1和L2串联后接在220V的电源上,电源内阻忽略不计。此时L2的实际功率约为 W。 例 :超导体在一定的条件才能进入超导态,超导态和常导态的分界线是由临界温度Tc、临界磁场Hc和临界电流Ic共同决定的,三者关系如图所示,只有当超导体处于
该奇妙三角锥形状曲面内侧时,才
会出现超导电现象。
由图可见,即使在低于临界温
度时,若进入超导体的电流或周围
磁场的强度超过某一值时,也会破
坏超导状态,该极限值称临界电流
或临界磁场。则:
⑴在超导体温度一定的条件下,通过超导体的电流越大,则临界磁场 (填“越大”、“越小”或“不变”);
⑵超导体所处空间的磁场足够强时,超导体将 (填“能”或“不能”)进入超导电状态。 例:A物体静止放在B木板上p点,A、B间动摩擦因数为μ,当木板B受到一个外力突然由静止开始作a=2μg的匀加速运动一段时间后被档板阻档而停止,A物由于有一个相对滑动,最后停止运动时的位置在
A、在p点右边 B、在p点左边
C、在p点 D、不能确定 例:A、B两小物块以相同的速度v0并排地沿着光滑水平轨道运动,至某处物块B滑入一条光滑的凹面通道,物块A继续沿原光滑水平直轨运动。不计B在凹面通道弯曲处的碰撞作用,试问哪一个小物块先到达凹面右端的直轨上? 图可表示:图示问题只能给出一幅或几幅图片
每幅图片包含的只是某些状态的信息装置结构
物体的空间位置
相关的物理信息(波形等)试题特点:2、图示问题例.如图所示为飞机尾部的示意图. 水平尾翼包括水平安定面(固定部分)和
水平舵(可转动部分),垂
直尾翼包括垂直安定面和垂
直舵. 舵的作用是调整和控
制飞机的飞行姿态. 若一架
飞机正在做水平直线飞行时,
飞行员拉动操纵杆,则( )
A若水平尾翼上的舵向上翘起,则飞机将向上飞行
B若水平尾翼上的舵向上翘起,则飞机将向下俯冲
C若垂直尾翼上的舵向右旋转,则飞机将向左转弯
D若垂直尾翼上的舵向右旋转,则飞机将向右转弯装置结构?例:(02单科)19、下面是一个物理演示实验(如图)它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B。B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙。将此装
置从A下端离地板的高度H=1.25m处
由静止释放。实验中,A触地后在极短
时间内反弹,且其速度大小不变;接
着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰
好停留在地板上。求木棍B上升的高
度。重力加速度g=10m/s2。?空间位置例:两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知
A、在时刻t2以及时刻t5两木块速度相等
B、在时刻t3两木块速度相等
C、在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相等
D、在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相等例.某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。某次测量时,电流表指针位置如图5所示,电流表读数为 A,此时小灯泡的实际功率为 W。相关信息例:图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,p1、p2之间的时间间隔Δt=1.0s,超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图B可知,汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间间隔内前进的距离是 m,汽车的速度是 m/s。例.有三根平行的弹性绳A、B、C,其左端分布在同一直线M、N上,让它们的左端同时开始振动,经过一定时间后
出现了右图所示情况,其
中P、Q是平行于M、N的
一条参考线。由图中信息
可知 ( )
A.形成的三列波的传播速度相同
B.形成的三列波的波长相同
C.弹性绳A中的质点振动的频率最大
D.弹性绳A中的质点振动的周期最大例1 如图是水面某一局部的水波波形的截面示意图,图a是t1=0时刻的水波波形,图b是t2=0.9s时该处的水波波形,已知水波的波动周期是2s,且两幅图中均只显示了半个波长的波形,则由图可判断这列波的传播方向是 。 例2 柯受良驾驶汽车飞越黄河,汽车从最高点开始到着地为止这一过程可以看作平抛运动。记者从侧面用照相机通过多次曝光,拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片如图所示。相邻两次曝光时间间隔相等.已知汽车的长度为L。则A、从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B、从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度C、从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小和汽车曾经到达的最大高度
D、从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小例3 两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知
A、在时刻t2以及时刻t5两木块速度相等
B、在时刻t3两木块速度相等
C、在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相等
D、在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相等例4例4 有一摆长为L的单摆,在悬点正下方有一小钉,使摆球每次经过最低点P时,摆长均发生变化。现用频闪照相的办法摄下小球从左边最高点M开始运动后的振动情况(悬点和小钉未被摄入),右图为摄得的照片,已知N点与M点等高,则小钉距悬点的距离为: 。 例5 A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动并发生碰撞(碰撞时间极短),用闪光照相闪光4次摄得的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为ΔT,而闪光的持续时间极短;第一次闪光时,滑块A恰好通过x1=10cm处,滑块B恰好通过x2=70cm处,且在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0—80cm刻度范围内;求:
⑴两滑块碰撞的位置;
⑵碰撞时刻离第一次闪光的时间间隔;
⑶两滑块的质量之比mA∶mB 。 第一次闪光时,滑块A、B均具有相向的运动速度; 表1: A 第一次 第二次 第三次 第四次
① 10cm 30cm 30cm 30cm
② 10cm对滑块A而言,
在第二次闪光时,A必处于30cm处;
在第三次闪光时,A应处于30cm处;
第四次闪光时,A的位置有二种可能,如表1所示。情况①表明:
碰后滑块A在x=30cm处静止,故碰撞位置为x=30cm、碰撞时刻为t<ΔT。
此时,滑块B在后三次闪光时,依次处于40cm、50cm、70cm处,本情况不成立。 情况②表明:
碰撞前后滑块A的速率均为vA=0.2/T,故碰撞位置为x=40cm、碰撞时刻为t=3ΔT/2。
此时,碰后滑块B必在40cm处静止,即后三次闪光时,滑块B依次处于50cm、40cm、40cm处;故碰前B的速率为 vB=0.2/T,碰后滑块B速率为0;由动量守恒定律可求得:mA/mB=1/2。 本题可用铅笔,并要按光学作图的要求用直尺作图。如图MN是薄透镜的主轴,s 是发光点,s’是它的像点。①用作图法求出薄透镜的位置,标在图上;②分别作光路图求出两个焦点的位置,标在图上、再标明透镜的类别。F1F2O[标准答案]解答如右图,
光心O和两个焦点都必须在MN轴上,它们的横坐标分别是4.8到5.2之间、7.1到7.9之间和2.1到2.9之间,否则扣除该项的得分;
凡不用光路图得到的结果都不给分。
光路图不完整或透镜类别、光线箭头、虚实线等任一部分有错的,都不给最后那1分。本题是90年全国高考题,共5分。用作图法找到光心O给1分,找到一个焦点再给2分,找到第二个焦点再给1分,光路图完整而正确的再给1分。 运用牛顿运动定律解题步骤是:
确定研究对象;
(2)分析研究对象的受力情况和运动情况(画图);
建立坐标系;
(4)建立牛顿运动定律方程(组);
解联立方程组,求得结果;
(6)分析、验证结果
动量守恒定律的解题步骤:
确定研究对象(两个或几个物体);
(2)分析受力情况和运动情况,判断是否动量守恒;
确定始末状态,各个物体的始末动量(必须对同一参照系);
(4)在一维情况下,选取合适的坐标轴的正方向;
(5)根据动量守恒定律列式并求解方程
应用机械能守恒定律解题的一般步骤:
选取研究对象(系统);
(2)明确运动过程,分析各力的做功情况,判断机械能是否守恒;
选取零势能面,确定始末两个状态及其始末状态的总机械能;
(4)根据机械能守恒定律列方程求解
解物理综合题的程序
(1)仔细审题;
(2)形象化思考;
(3)确定研究对象和运动过程;
(4)选择符合运动过程特点的物理规律;
实施解答;
(6)讨论所答结果
课件84张PPT。知识结构 复习方法 命题规律 浙江省教育厅教研室
梁旭一、高考复习的任务1、一个学生的三本笔记本
——一个优秀学生构建知识结构的案例
第一本可以说是课本内容的梳理。我基本上在高三上学期完成这一工作,它包括逐字逐句地阅读课本,边看边记录下课本中的以下内容:
1.各种单质、化合物的颜色,溶解度,存在状态和特殊性质(如毒性)等。
2.有机物的常温存在状态,液体有机物与水的相对密度,互溶性。
3.化学反应式的反应条件,如是否需要高温,催化剂,特殊酸碱环境等。
4.物质的实际用途。
5.物质在生物学上的意义。
这些知识点相对来说较为孤立,但往往会成为某一种物质的“标签”,在难度较大的推断题中让人“眼睛一亮,喜上心头”,成为揭开迷雾的有力线索,掌握了这些知识,对它们建立了清晰、准确、快捷的“条件反射”,不仅能在考试中节省不少时间,也能在考试心理的“潜竞争”中拔得头筹。
第二本关注的是各类实验知识,也是考试的一大重点。包括:
1.实验基本操作和注意事项;
2.课堂演示实验和学生实验的原理、步骤、结论,每一步“为什么这样做”,以及常出现的问题和解决的办法;
3.书后实验习题与选做实验的原理。
这些知识点会比较零散,整理起来也会很困难,但大家一定要有信心,有耐心,需要的话可以把初中的课本也找出来看一看;实验习题和选做实验的原理是没有现成的答案可看的,所以探索答案的过程也就是培养解实验题的良好和积极思维习惯的过程,大家可以多与老师同学讨论,在感受调动自己的知识储备从各个角度解决问题的乐趣同时,也会在不同思维的碰撞中有意外的收获。
第三本笔记其实是对前两本的总结和整理。这本笔记最好与第二轮复习同步,在其中可以把有联系的知识分门别类,归类记忆,如:
1.对中学实验中水浴、煅烧、灼烧等加热方法与该方法适用实验的整理;
2.对有挥发性物质的整理;
3.对“过量”、“适量”与“少量”的整理。
通过这些,大家可以将知识点串成线,织成网,更深地理解物质与反应间的相似与区别。
思考:这位学生这么认真做的目的是什么?
物理学科与化学学科的相似与相异
(物理中还有比较隐蔽的知识点)
2、观点
好的知识结构就是能力
优秀者之间的差异是细节的差异
反过来看分数的差异(缺陷的差异)
好的物理知识结构不仅有显性的知识网络,丰富
的具体例子,还有解决问题的方法、策略、技巧
好的物理知识结构层次清晰、细节丰富 例如,能量观点、动量观点、力与运动的观点是不同的层次,能量观点更上位,能够用能量观点求解时,首选能量观点,当然也有结合的时候。
细节的丰富上,例如两个物体相互联系,可以是弹簧、细绳,甚至是无形的力,存在的约束条件不同,约束条件可以从能量观点找,力的观点找,运动(位移、速度、加速度)观点找。
带电粒子在磁场中的运动,形式千变万化,但基本模型只有一个——圆周运动,关键是找圆心,求半径。
电压表与电流表在高中的知识结构中应该是一个普通的电阻(设计时就会打破定势,灵活运用)。 3、怎样形成好的知识结构
(1)将内容系统化、网络化 ??? ??? 具体做法:一是按力、热、电、光、原的顺序记住各部分的知识点,重难点及各知识点之间的联系。如:对力学可以总结为"三个观点":力的观点、动量的观点、能的观点,分别涉及到牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律。这些都是高考要着重考查的主干知识。对机械波可以概括为"三大关系":波的传播方向、波的图象和质点振动方向之间的关系;波长、频率和波速的关系、空间距离和时间的关系。对电学内容可以总结为“两场、两路、6概念”。两场:电场和磁场。电生磁:安培定则;磁生电:法拉第电磁感应定律,最后归纳为电磁场、电磁波。两路:直流电路和交流电路,他们都符合欧姆定律和焦耳定律,都符合能的转化和守恒定律。6个重要概念:电场强度、电势、电动势、磁感应强度、磁通量和交流电的有效值。二是将中学物理知识按力、动量、能量、场、路、波等分为几块,将各部分知识横向贯通,精简浓缩后以便于掌握。三是对学习中形成的一些结论,以及一些典型问题的解答思路在理解的基础上加以记忆,达到熟能生巧。 (2)丰富与细化知识结构在错误中找缺陷(徐老师观点:不比名次,比离满分还差多少——关注本质)
在教师的指导下找出出错的原因——知识结构上的问题。
在错误的旁边加以批注,建立错题档案,分类归纳。
多注意“关键词”(又称题眼)的解释(教师提醒学生注意)
如匀速、静止、光滑、恰好、理想、直线运动等。
有人认为:高考不会做题肯定不是知识的欠缺,其实就是知识的欠缺.
“答题”之后要“讲题”——提练解决问题有用的知识
在复习的最后阶段,重点不是做多少题,而是每一次答题就想一想:
选择的是什么规律,为什么选择这个规律,规律运用时有什么特殊性。
从视觉模式到物理规律,从简单——丰富——回归简单
(书从薄——厚——再到薄。以不变应万变)
(3)答题习惯也是知识结构
案例:有的考生解题是从头到尾只有方程,没有必要的文字说明,方程中使用的符号表示什么不指出;有的考生则相反,文字表达太长,像写作文,关键方程没有列出。
不从常规方法入手,而是为图简便而用一些特殊、奇怪的方法,使用一些不是习惯的符号来表达一些特定的物理量。
喜欢写出一个综合式,或是连等式,而评分原则是“综合式找错”,即只要发现综合式中有一处错,全部过程都不能得分。
附:规范表达的要求1.简洁文字说明与方程式相结合
说明隐含条件
说明研究对象和研究过程
对题中没有的符号意思加以说明
说明所列方程的依据
对矢量方向及正负号说明
2.尽量用常规方法,使用通用符号(大众化的好处)
3.分步列式,不要用综合或连等式
按照从部分到综合的思路立式,按照过程顺序立式
4.对复杂的数值计算题,先符号运算,再代入数值进行计算
5.答案中不能含有中间量和未知量
二、复习课的教学方法1、观点
练习是必要的,仅仅做题是不够的,关键是教师对解决问题所需要的“隐性”知识的提练
要学生建立好的知识结构的前提是教师具有好的知识结构
成熟的教师是拥有家珍的教师,成熟教师的教学应该有如数家珍的境界
2、针对实验题特点选择教学方式实验三个层次做——会操作
懂——能理解
变——会设计 (拓展创新)能设计与评价——复习的重点4、处理实验数据、得出实验结论电学实验教学模式案例1课本:电流表改装成电压表
拓展
试题:电压表改装成电流表
试题:小量程电流表改装成双量程电流表(并联的电阻有两个)测定电阻(包括电源内阻、电表内阻)一伏一安
一伏一伏
一安一安
一安一箱
一伏一箱
一伏一定
一伏一定电学实验器材:
电流表、电压表、电阻箱、定值电阻、 无刻度值但有刻度线的电表、双掷开关等组合。
电压表串联、电流表并联等非常规接法.从R=U/I,拓展到闭合电路欧姆定律思考与设计.
对电流表、电压表的本质把握(会指示的电阻)。 现有一只额定电压2.5V,额定功率约0.5W的小灯泡,欲通过实验较准确地描绘小灯泡的伏安特性曲线,要求小灯泡的两端电压0~2.5V可调。提供以下器材:
A、电压表 量程0~3V 内阻约10kΩ
B、电流表 量程0~10mA 内阻50Ω
C、滑动变阻器R1 0~2000Ω
D、滑动变阻器R2 0~10Ω
E、定值电阻R3 2Ω
F、定值电阻R4 200Ω
G、蓄电池6V
H、电键K及导线若干
①选出实验需要的器材 。(用序号表示)
②在虚线框内画出实验线路图
基本问题:伏安法测电阻
问题:电流表量程不够
需要考虑的问题:量程扩大(固定电阻选择)
分压还是限流
内接还是外接
变阻器选择
①ABDEGH
②将电流表与E并联以扩大量程后再接入电路测小灯泡的电流 问题1:质量为m,电量为q的带正电粒子以v0的速度射入垂直磁感强度为B的匀强磁场中, 若不计粒子的重力,问带电粒子将作什么运动?为什么? 带电粒子运动的半径和周期是多少?3、在题组(变式)练后中提取与训练“程序性知识”
案例1:带电粒子在磁场中运动问题2:速度为零、质量为m 、电量为q的正离子经过电压U加速,进入磁感应强度为B的匀强磁场,到达记录它的照相底片上的P点。若测得P点到入口处S1的距离为x,试求离子的质量。问题3:质量为m、带电荷量为q的粒子(重力不计),以初速度v垂直于磁场方向,沿与边界成 30°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中。⑴画出粒子运动的轨迹。 ⑵求正负粒子在磁场中运动的时间之比。问题4:若此带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s,沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁感应强度B=0.17T,磁场的宽度L=10cm,求:
(1) 偏转角θ。
(2) 出磁场时偏离入射
方向的距离d。
问题5:在半径为R的圆内有的匀强磁场,一个电子从A点沿AO方向垂直射入磁场。离开磁场时电子获得60o的偏角,试求电子的速度和在磁场中运动的时间。 问题6:电子以某一速度进入两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图,磁场区域右侧有一个荧光屏。若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在图上定性地画出电子运动的轨迹。思考:电子打到荧光屏上的位置坐标x和电子的速度的函数关系。问题7:在一个圆形区域内,方向相反的匀强磁场分布在半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°,一电子从A1处沿与A1A3成30°的方向射入磁场,并以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后从A4处射出磁场,求区域Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比。小结:
解题的关键是分析物理过程,确定带电粒子在磁场中作圆周运动的圆心和半径,画出轨迹,再利用圆周运动的半径及周期公式求解。
题组(变式)教学的好处:起点低,效率高,构建知识组团,传授程序性知识.
难点:教师要有组题的能力——研究高考题
思考:学生听了这节课是否就掌握了程序性知识? 案例:真空中两平行金属板的板长和两平行金属板间距均为0.2m,板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图所示,在金属板右侧有一左边界为MN足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,方向垂直向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=4×104m/s,沿两板间的中线OO′平行金属板射入电场中,磁场边界MN与中线OO′垂直。已知带电粒子的比荷q/m=107C/kg,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计。若已知射入电场的带电粒子有一半时间能射出电场进入磁场,求:⑴板间的电压的最大值Uo;⑵穿过电场的带电粒子,设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离d,试判断:d的大小是否随时间而变化?若不变,求出d为多大;若变化,求出d的变化范围。⑶射入磁场的带电粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各多大?
⑴ , ①
当 时,得
有一半时间能打出,则 ②
⑵从电场飞出进入磁场时, ③
得 ④
为定值。 ⑤
⑶当从边缘飞出时( ) ⑥
又
θ=π/4 ⑦
在磁场中运动最短时,粒子转过 , ⑧
在磁场中运动最长时间时,粒子转过 , ⑨
案例2:用动量观点解释飞行器工作1、动量、冲量、动量定理 Ⅱ?2、动量守恒定律 Ⅱ?3、动量知识应用Ⅱ
(包括碰撞、反冲、火箭) ?4、航天技术的发展和宇宙航行 Ⅰ
(动量定理和动量守恒定律的应用只限于一维情况)?高考连接4、航天技术的发展和宇宙航行 Ⅰ
(动量定理和动量守恒定律的应用只限于一维情况)?姿态调整
图为空间探测器的示意图,P1,P2,P3,P4是四个喷气发动机,P1,P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,P2,P4的连线与y轴平行。每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动。开始时,探测器以恒定的速率V0向正x方向平动,要使探测器改为向正x偏负y 60°的方向以原来的速率V0平动,则可:
A、先开动P1适当时间,
再开动P4适当时间 B、先开动P3适当时间,
再开动P2适当时间 C、 开动P4适当时间 D、先开动P3适当时间,
再开动P4适当时间 思考与讨论:
假设一小型火箭沿人造地球卫星的轨道在高空中作匀速圆周运动.如果火箭向跟其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体m,则下列情况哪些是能够成立的:
A.物体m可能竖直落下地球,火箭可能沿原轨道运动
B.m跟火箭都不可能沿原轨道运动
C.m运行轨道半径将减小,火箭运动轨道半径将增大
D.m可能沿地球半径方向竖直下落,火箭运行的轨道
半径增大一、火箭推进器
“神舟六号”宇宙飞船是由火箭喷气发动机向后喷气而加速的。已知神六正在绕地飞行(可近似看做圆周运动),某时刻火箭喷气发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,喷出的气体相对火箭的速度为u。设喷气前运载“神舟”六号火箭与“神舟”六号的总质量为M ,速度为V0,不考虑空气阻力,求火箭喷气一次后,飞船的速度V的大小。问题延伸
玩具火箭向后喷射气体燃烧物,气体相对于火箭的速度一定。将气体在短时间内喷射完火箭获得的速度为V1,将气体在较长时间内连续喷射完火箭获得的速度为V2,则: A.V1=V2
B.V1 C.V1>V2
D.无法比较二、离子推进器
有一种航天器利用电场加速带电粒子向外发射粒子流,利用反冲使航天器得到加速。该航天器的质量为M,发射二价氧离子,每个氧离子的质量为m,元电荷为e,电场发射离子的电功率为P,加速电压为U,不考虑发射粒子后航天器质量的变化。求:
1、 氧离子射出时的速度V
2、 每秒钟射出的氧离子数n
3、 航天器得到的加速度a 2003年9月 欧洲宇航局
“智慧—1号”登月示意图 三、光帆推进器
科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船,设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆面积为S,反射率100%,设太阳垂直射到太
阳帆上,飞船
总质量为m,求
飞船加速度的
表达式。(光
子动量p=h/λ)2005年6月
俄罗斯“宇宙一号”四、利用“弹弓效应”推进
利用空间探测器可对地球及其他天体进行探测,若探测器从极远处迎面飞向行星,探测器从行星旁绕过时,由于行星的引力作用,使探测器的运动速率增大,这种现象称之为“弹弓效应”,在航天技术中“弹弓效应”是用来增大人造天体运动速率的一种有效方法。下图是“弹弓效应”的示意图:以太阳为参考系,质量为m的探测器以速率V0飞向质量为M的行星,此时行星的速率为u0,方向与V0相反。当探测器绕过行星远离行星到极远处,速率为V,此时行星的速率为u,
V和u的方向相同,由于m<V0、V、u0、u的方向可视为
相互平行,运动过程中动量
守恒。1、在m<2、若上述行星是质量为M=5.67×1026kg,其速率为u0=9.6km/s,而探测器的质量为m=150kg,迎向土星的速率为V0=10.4m/s,则由于“弹弓效应”,该探测器绕过土星后的速率将增为多大?
3、若探测器飞向行星时其速度V0与行星的速度u0同方向,则是否能产生使探测器速率增大的“弹弓效应”?安全问题:
一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员,在距离飞船s=45m处与飞船处于相对静止状态,宇航员背着装有质量为m0=0.5kg氧气的贮气筒,筒有个可以使氧气以v=50 m/s的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用。宇航员的耗氧率为Q=2.5×l0-4kg/s。不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响,则:
1、瞬时喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船?
2、宇航员安全返回飞船的最长和最短时间分别为多少?
3、为了使总耗氧量最低,应一次喷出多少氧气?返回时间又是多少?减速问题:
宇宙飞船以v的速度在宇宙空间运动,飞船的横截面积为s,当进入有宇宙尘埃的区域时,每立方米中有n个小颗粒,每个小颗粒的质量为m,如小颗粒碰到飞船时可认为是静止的,且碰上就粘在飞船上,为保持匀速运动,飞船发动机的牵引力大小为多少?航天器中的动力问题
江苏姜堰二中 陈野
随着科学技术的高速发展,人类乘坐航天器遨游太空已不再是天方夜谭.如何给飞行在太空中的航天器提供动力,使其能长久地在太空中穿梭,是现代航天科技的一个重要研究课题.本文结合中学物理的有关知识,对遨游在太空中的航天器的动力问题进行粗浅的探讨.??一、火箭推进器 ??34年前,人类实现具有历史意义的登月之旅,开始揭开了太空的神秘面纱.帮助人类实现这一壮举的第一功臣便是火箭推进器.至今它仍然是人类探索太空的主要动力来源.但这种化学燃料火箭实在是太慢了,它们在每次飞行开始时就燃烧完所有的推进剂,然后飞船只得滑行完剩下的路程.要想去距离我们最近的恒星,乘坐这种飞船至少得在茫茫太空中飞行几个世纪. ??更糟的是,目前的化学燃料火箭有效载荷比很低.如果使用化学燃料火箭,即使以所需要能量最小的轨道来计算.发射一个6人的团体从地球到火星,发射总重量也将超过1000t,其中90%是燃料.单是燃料本身,就是整个国际空间站重量的两倍. 二、光帆推进器 ??现代航天器的活动范围大都局限于太阳系内,如果能利用太阳光作为航天器的动力来加速或改变航天器的运行方向,那么它理所当然地将成为航天器动力的最佳来源.由此科学家们便想到了——光帆推进器.这种装有太阳帆的航天器以阳光作为动力,不需要火箭也不需要燃料,只要展开一个仅有100个原子厚的巨型超薄航帆,即可从取之不尽的阳光中获得持续的推力飞向宇宙空间.它飞行起来很像大洋中的帆船,改变帆的倾角即可调整前进方向.而且只要几何形状和倾角适当,它可以飞向除光源之外的任何方向.借助阳光的推力,这种航天器可以飞向太阳系的边缘并进入星际空间.请看下例: ??例1 根据量子理论,光子不但有动能,还有动量,其计算式为p=h/λ,其中h是普朗克常量,λ是光子波长.既然光子有动量,那么光照到物体表面,光子被物体吸收或反射时,光都会对物体产生压强,这就是“光压”. ??(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P0=1000W,射出的光束的横截面积为S=1.00mm2,当它垂直照射到某一物体表面并且被全部反射时,对该物体产生的光压最大将是多大? ??(2)既然光照射物体会对物体产生光压,有人设想在遥远的宇宙探测中用光压作为动力推动航天器加速.给探测器上安装一块面积极大,反射率极高的薄膜——太阳帆,并让它正对太阳.若探测器在绕日轨道上每平方米面积上得到的太阳光能为1.35kW,探测器的质量为M=50kg,薄膜面积为4×104m2,那么探测器由于光压作用而得到的加速度为多大? 三、离子推进器 ??因为光子推进器是靠太阳光的光压推动而加速,其加速的方向只能沿着远离太阳的方向,故存在很大的局限性.而利用经电场加速后的离子气体的反冲(离子推进器)来加速航天器,则不存在上述的局限,请看下面二例: ??例2 “离子发动机”是一种新型的宇宙飞船用的发动机,其原理是将无色无味的惰性气体.比如氙充满一个由磁场环绕并有电子束通过的仓室,电子撞击气体原子,撞掉一个外层电子,使中性的原子变成带正电的离子,这些气体离子由静止经电场加速,带有上万个微孔的电网将高速离子聚集到飞船的排气管,离子以超过1.7×104km/h?的速度穿过电网,使引擎加速进入太空,由此产生推力.由于单位时间内喷出的气体离子质量很小,飞船得到的加速度将非常小,但经过足够长时间的加速,同样可以得到很大的速度. ??已知飞船的质量为m,所用气体离子的荷质比(电荷量与质量之比)为k,气体离子高速喷出形成的等效电流为I,气体离子喷出时的速度为v. ??(1)求飞船的加速度a的表达式. ??(2)若m=3.0×102kg,k=7.2×105C/kg,I=0.65A,v=3.0×104m/s,那么加速度的大小是多大? 四、弹弓效应 ??当空间探测器从行星绕过时由于行星的引力作用,可以使探测器的运动速率增大,这种现象被称之为“弹弓效应”.在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法.请看下例: ??例4 如图1所示的是“弹弓效应”示意图,质量为m的空间探测器以相对太阳的速度v0飞向质量为M的行星,此时行星相对太阳的速度为u0;绕过行星后探测器相对于太阳的速度为v,此时行星相对于太阳的速度为u,由于m〈〈M,v0、v、u、u0的方向均可视为相互平行.
??(1)试写出探测器与行星构成的系统在上述过程
中“动量守恒”及“始末状态总动能相等”的方程;并
在m〈〈M的条件下,用v0和u0来表示v; ??(2)若上述行星是质量为M=5.67×1026kg的土星,其相对于太阳的轨道速率u0=9.6km/s,而空间探测器的质量m=150kg,相对于太阳迎向土星的速率v0=10.4km/s,则由于“弹弓效应”,该探测器的绕过土星后相对于太阳的速率将增大为多少? ??(3)若探测器飞向行星时的速度v0与行星的速度u0同方向,则是否仍能产生使探测器速率增大的“弹弓效应”.简要说明理由. 五、等离子体帆推进器
等离子体帆是从地球自身的磁场获得启示而设计的.强大的帆上电磁体能在飞船周围形成一个直径为15km或20km的磁场泡.太阳风中的高速带电粒子会推动磁泡,就像它们推动地球磁场一样.在这样的推动下,地球不会移动,因为地球质量太大,但宇宙飞船或飞行器却会被逐渐推离太阳.另一个好处是:正如地球磁场能保护地球免遭太阳磁爆和辐射的侵袭,磁等离子体帆也能保护飞船上乘员. 当然没有哪一种推进技术能面面俱到.为了把人类送上别的行星,多种技术的综合运用——混合推进技术飞行将是十分经济的.可能会这样进行:用化学燃料火箭使飞船升空;一旦进入近地轨道,离子推进舱即被点燃,或者可能由地面控制站打开一张太阳帆或等离子体帆,在6到12个月中,飞船渐渐飞离地球,利用“弹弓效应”缓缓地却不断地加速,最终进入离地轨道.在这段时间里,飞船上不会载人,这是为了避免地球的辐射带对飞船乘员造成伤害.接下来机组人员才会乘坐高速太空车前往飞船.等机组人员进入飞船后,一枚小型化学燃料火箭即被点燃,它能把飞船立即加速到逃逸速度,然后飞船直奔目标方向而去.
思考:应该让学生建立一个怎样的知识结构?三、近三年来的试题特点1、横向比较——同一命题班子命制的不同试卷(05年)2、纵向比较(浙江近三年——04、05、06)3、试题特点 理综试卷结构已较稳定,物理卷占分120分,符合《考试大纲》40%的比例要求,所有题目连续设置在整卷中间,选择题与计算题基本按难度递进排列;选择题为不定项选择。物理试题都是单学科试题,没有与其他学科综合的试题。
(1)由于受到题量的限制,题目配置比较稳定和有规律,选择题共8题,一般来说热学、光学、原子物理各1题,力学3题,电学2题;实验题分为2小题,其中的(2)小题通常是电学内容;计算题为3题,其中力学2题,电学1题。
(2)虽然这三年的试卷各部分知识的占分比例略有不同,但还是能够看到力、电这两部分的分值分配趋于稳定和合理。由于实验题中的第(1)题命题的内容随年份有所变化,导致光学、电学内容的不定项选择题数可能产生1题的波动。
1、知识点:从试题涉及的知识点来说,由于考查主干知识的需要,理综(物理)试卷涉及的知识点已较稳定。
(1)力学中选择题必考的内容为牛顿运动定律(与运动学结合),万有引力定律(与圆周运动结合),振动和波。计算题通常为多个物体(中间常有绳子或弹簧)或多过程问题,涉及的物理规律有牛顿运动定律,机械能守恒定律、动能定理,动量守恒定律,胡克定律,平抛运动规律等。
(2)电学选择题必考的内容为电磁感应,另有一题是电场及磁场中的带电粒子问题。计算题通常为带电粒子在电场或磁场中运动,或与安培力有关的力电综合题。
(3)热学选择题涉及的知识点多为气体状态变化,热和功(热力学第一定律)、分子运动论。
(4)光学选择题涉及的知识点多为光的折射和全反射、光速和折射率之间的关系、光电效应等。
(5)原子物理选择题涉及的知识点通常是氢原子的能级、跃迁、粒子的结构、核反应方程及质能方程,由于原子物理以介绍原子和原子核的基本知识为主,主干知识并不明显,命题知识点相对来说比较散一些。
2、分数配置 注重基本概念和规律的考查,最近几年的试题所涉及的知识内容覆盖了力学、热学、电磁学、光学、原子物理学各部分中的主干知识,如牛顿定律、动量和机械能守恒、电场和磁场、电路和电磁感应的规律等。05年试卷中力、电两部分内容的试题合计有102分,为物理总分的85%,试卷中运用“力与运动观点”、“能量观点”分析解决问题的试题占分73分,为总分的61%,充分体现了考查学科主干知识和学科主要思想方法的命题思路。06年试卷更注重的是“力和运动观点”,整卷占50多分,体现了命题更注重基础性。
(1)部分试题情境比较新颖,突出能力考查
大多数试题的物理情境是考生比较熟悉的或似曾相识的,但也有部分试题陈中出新,通过题目条件及设问方式的改变,考查考生的理解能力、推理能力和分析综合能力。
(06年24题):一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。
传送带是高中学生常见的运动模型,试题情景与常规的传送带模型不同的是,传送带并不是一直在做匀速运动,而是先匀加速,后匀速。 3、能力要求(2)注重以实际问题为原型,让学生建立物理模型
试题的情境来源于实际问题,从而考查考生知识迁移和应用所学理论知识来分析和解决简单实际问题的能力。
(06年题23):天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=
km/s。
本题的关键是将实际问题通过建模转化为物理模型。本题在求解时的典型错误是物理模型构建不正确。如将“在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸”理解为爆炸物在人的头顶上方3.0km处,建构了上、下传播模型,或将模型构建为竖直向上传播到云层,又斜向下传到人(直角三角形路径)的模型等。 (3)由于试题命题的范围是主干知识,学生对知识与基本模型(情景)又比较熟悉,而体现能力要求的多物体与多过程的题目又不宜多出,试题就会更加关注细节,通过细节的考查看出学生的思维是否有序与严谨。
(06年题17):图9所示为一“滤速器”装置的示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动,由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是
A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外
本题只有对上述四种情况的电场力与洛仑兹力的方向进行有序分析后才能得到完整的答案。
(06年题21):如图1所示,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程:①以速率v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率2v移动d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则
A. Q1=Q2=Q3=Q4 B. Q1=Q2=2Q3=2Q4
C. 2Q1=2Q2=Q3=Q4 D. Q1≠Q2=Q3≠Q4
考生不难推出电量Q与磁通量的变化量成正比,本题的关键是对这四种情况下的磁通量的变化量要仔细、有序地分析,最好是能够画出图2,答案就一清二楚。
四、试题的能力点(1)多物体、多过程问题
一般来说,物体越多,过程越多,角度越多,题目的难度也越大,这是因为这种问题需要的是首先对单个物体或单个过程的分析,然后在物体之间或过程之间进行综合。高考计算题中的难题的情景设计通常是两个物体,两个过程,力与运动和能量两个角度结合,或者是一个物体,多个过程,力与运动和能量两个角度结合,这种情景设计既能够考查学生的分析能力,又能够考查学生的综合能力,也能够考查学生运用数学工具的能力,具有较多的“能力点”。
案例——主干知识、能力型24 、如图,质量为m1的物体A 经一轻质弹簧
与下方地面上的质量为m2的物体B 相连,弹簧
的劲度系数为k , A 、B 都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A ,
另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态,
A 上方的一段绳沿竖直方向(状态分析:A、B受力分析,
弹簧能量分析) 。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C 并从静止状态释放,已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升(弹力分析,隐含条件分析,运动过程分析,能量转化分析,绳子特点分析)。若将C 换成另一个质量为(m1+ m3)的物体D ,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地时D的速度的大小是多少(运动过程分析,隐含条件分析,能量转化过程分析,绳子特点分析)?已知重力加速度为g 。
两个过程之间联系分析——弹簧伸长相同,弹性势能相同。办法:多角度有序分析与寻找联系(综合)相结合
分析:
1、状态分析(静态及某一时刻),关键是分析力和能的特点,力与运动的隐含条件分析;
2、过程分析,对变化过程中的力的定性分析,运动特点的定性分析,动量、能量转化的定性分析;
3、物件特点分析(绳、弹簧、杆子、滑轮、滑环、无形的摩擦)
综合:
1、同一过程中不同研究对象的综合;
2、不同过程之间转折、临界关系的发掘。综合题——分析与综合观点:
力与运动,动量与能量,电场与磁场,转化与守恒及受力分析、运动过程分析、能量转化分析、守恒条件分析等必定是考试的重点.要高效地完成对这些知识与能力的检测,则多个物体、多个运动过程或一个物体多个运动过程与多场(重力场、电场、磁场——场的分析
结合的问题情景就是一个合适的情景。
教学方式:典型分析,提练方法,学生练习
分析与综合能力的培养,需要教师多展示如何将“一个复杂的问题或过程,既要能够把它分解开来,研究细节,发现隐含条件和变化特征,还要能够把它们联系起来,寻找相互之间存在的关系,从而解决问题”,同时也注重让学生进行这方面的训练。
(2)建模问题
典型的物理模型由于在教学时已为学生所熟知,针对典型模型运用规律解决问题对于大多数同学来说已经变成模式识别,这类问题不太能够考查学生分析、解决问题的能力。物理试卷中出现新情景的题目就是要求学生通过自己的分析,抓住主要因素,忽略次要因素。建模问题对于考查学生的分析能力有其特有的价值,使得试题具有“能力点”。
(3)对细节的准确把握
从认知结构的角度,一个好的认知结构与一个不够完善的认知结构的区别,既可能是结构层次上有差异,也可能是结构的丰富程度上有差异。细节可以反映学生对于某个概念的理解程度,也能够反映学生对于某个过程的掌握程度,既可以体现在对题目中某个词的理解是否确切上,也可以体现在解题过程的流畅上,还可能表现在对于临界条件的准确应用上。在试卷中关注细节能够考查学生认知结构的完善程度,细节也就成为考查中的“能力点”。 案例——细节型(细节从另一角度反映知识结构)25题.有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。
如图所示,电容量为C的平行板电
容器的极板A和B水平放置,相距为d,
与电动势为ε、内阻可不计的电源
相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。典型错误① 的理解有误,错当作介电常数或电场强度;
② 电容器带电量理解有误,以为一块极板所带电量为电容器所带电量的一半;
③ 以为导电小球上下运动过程完全等同,受力分析相同,运动时间相同;
④总电量计算有误,以为 。 正确解答(1)用Q表示极板电荷量的大小,q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动,小球所受的向上的电场力至少应大于重力,则 > mg
其中 q=αQ ,又有Q=Cε
由以上三式有 ε>
(2)当小球带正电时,小球所受电场力与重力方向相同,向下做加速运动。以a1表示其加速度,t1表示从A板到B板所用的时间,
则有郝双制作
当小球带负电时,小球所受电场力与重力方向相反,向上做加速运动,以a2表示其加速度,t2表示从B板到A板所用的时间,则有
小球往返一次共用时间为(t1+t2),故小球在T时间内往返的次数n=郝双制作
由以上关系式得n=
小球往返一次通过的电量为2q,在T时间内通过电源的总电量Q'=2qn
由以上两式可得郝Q'=
对优秀学生来说的一个易错点是电量计算。最简单的方法是:在两极板间取一个截面,根据通过这个截面的平均电流强度与通过电源的电流强度相等分析;另一个学生能听懂的等效分析方法是:先根据电容器充放电原理弄清通过电源的电量与两板电量变化的关系,在此基础上就容易认识“一个周期内小球在两板中均获得了 的电量,但通过电源的电量也只是 ”。细节体现差异
一点建议:
把握学生水平,针对学生基础进行复习
复习缺少针对性的表现之一是教师不关注学生存在的“低级错误”。忽视“低级错误”,使学生在最容易得分的地方失分是复习中的最大失误。高考中经常有一些“低级错误”,如 “电压表两端再并联另一只电压表”、“将固定电阻画成变阻器”、“对不同物体和不同过程的表示在符号上不加区分(不用足标),从而导致混淆”等,只要教师在平时能够及时向学生指出这类错误,这种“低级错误”应该容易避免。
复习缺少针对性的表现之二是不考虑学生基础,追求练习题目的难度。由于考生的增多,高考试题要做到有合适的难度和区分度必然会适当降低题目难度,或者整卷在难度上保持一定的梯度,教师在平时的复习中应该针对学生的基础选择不同难度的题目进行训练,在“巩固中求发展”,在复习中一定要根据学校和学生的基础,避免只针对“压轴题”进行复习,避免不切学生实际的题海战术。
(1)学生时间分配:把80%的时间和精力用于80%的内容
(2)练习试卷定位:80%的内容适合80%的学生
谢谢大家!07年高考复习指导及预测
浙江省教育厅教研室(310012)梁旭
一、近三年浙江高考理综(物理)试卷知识点分析
内容
选择题(6分/题)
实验题
计算题
总计
力学
04年
15(牛二)、17(振动和波)、20(分析几种现象中的超重与失重)
22(1)
螺旋测微器使用
23(16)(万有引力、平抛运动)
25(20)(桌布上物体—两物体复杂过程问题)
60
05年
14(牛二)、16(圆周运动与引力)、18(振动和波)
22(1)
力的合成
23(16)(人与跳蚤—双物体双过程问题)
24(19)(多过程多物体弹簧系统——机械能守恒)
58
06年
16(探月卫星问题)、19(共振问题)、20(人起跳时冲量与做功问题)
23(16)(测量云层高度问题)
24(19)(传送带与物体相对运动问题)
53
热学
04年
16(分子动理论,宏观量与微观量联系)
6
05年
21(气态方程、热和功)
6
06年
18(分子动理论应用问题)
6
电学
04年
18、(闭合电路欧姆定律)
22(2)电表改装、校对
24(18)电磁感应,安培力,平衡问题,力的功率和热功率
36
05年
19(电磁感应)、20(带电粒子在磁场中运动)
22(2)测电源电动势和内阻
25(20)(电路计算,带电粒子在电场中偏转)
44
06年
17(“滤速器”问题)、21(电磁感应中的电量问题)
22 (2)测电压表的电阻
25(20)(小球在电容器内往复运动时的电量输送问题)
43
光学
04年
19(光电效应)、21(光的折射、色散)
12
05年
17(光的反射、折射与全反射)
6
06年
15(光子能量与传播速度比较问题)
22 (1)研究双缝干涉现象
12
原子物理
04年
14(核衰变,同位素)
6
05年
15(π+、π-介子组成问题)
6
06年
14(原子核分裂问题)
6
全国高考试卷命题经过多年的实践与改革,命题的指导思想和原则基本稳定,通过对最近三年浙江理综(物理)试题的分析,我们可以看出理综(物理)具有以下特点:
1、从试题结构来说理综试卷结构已较稳定,物理卷占分120分,符合《考试大纲》40%的比例要求,所有题目连续设置在整卷中间,选择题与计算题基本按难度递进排列;选择题为不定项选择。物理试题都是单学科试题,没有与其他学科综合的试题。
(1)由于受到题量的限制,题目配置比较稳定和有规律,选择题共8题,一般来说热学、光学、原子物理各1题,力学3题,电学2题;实验题分为2小题,其中的(2)小题通常是电学内容;计算题为3题,其中力学2题,电学1题。
(2)虽然这三年的试卷各部分知识的占分比例略有不同,但还是能够看到力、电这两部分的分值分配趋于稳定和合理。由于实验题中的第(1)题命题的内容随年份有所变化,导致光学、电学内容的不定项选择题数可能产生1题的波动。
2、从试题涉及的知识点来说,由于考查主干知识的需要,理综(物理)试卷涉及的知识点已较稳定。
(1)力学中选择题必考的内容为牛顿运动定律(与运动学结合),万有引力定律(与圆周运动结合),振动和波。计算题通常为多个物体(中间常有绳子或弹簧)或多过程问题,涉及的物理规律有牛顿运动定律,机械能守恒定律、动能定理,动量守恒定律,胡克定律,平抛运动规律等。
(2)电学选择题必考的内容为电磁感应,另有一题是电场及磁场中的带电粒子问题。计算题通常为带电粒子在电场或磁场中运动,或与安培力有关的力电综合题。
(3)热学选择题涉及的知识点多为气体状态变化,热和功(热力学第一定律)、分子运动论。
(4)光学选择题涉及的知识点多为光的折射和全反射、光速和折射率之间的关系、光电效应等。
(5)原子物理选择题涉及的知识点通常是氢原子的能级、跃迁、粒子的结构、核反应方程及质能方程,由于原子物理以介绍原子和原子核的基本知识为主,主干知识并不明显,命题知识点相对来说比较散一些。
二、近三年高考试卷能力要求分析
2004年的《考试大纲》,是把整个理综的能力要求合写在一起,能力要求表述为①理解能力;②推理能力;③设计和完成实验的能力;④获取知识的能力;⑤分析综合能力。2005年《考试大纲》对能力的要求进行修订,重新又回归按学科表述。物理学科的能力要求为①理解能力;②推理能力;③分析综合能力;④应用数学处理物理问题的能力;⑤实验能力。
2004年《理科综合》(物理)对实验能力的表述为:理解实验原理、实验目的及要求,了解材料、用具,掌握实验方法步骤,会控制实验条件和使用仪器,会处理实验安全问题,会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据,并得出合理的实验结论。能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
2005年《考试大纲》关于能力的修改除了在能力要求上回归到体现物理学科特色的5种能力表述外,另一个比较明显的变化是“实验能力”要求的提高。
2005年《理科综合》(物理)对实验能力的表述为:能独立完成“知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件;会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
2006年《考试大纲》关于能力的表述与2005年《考试大纲》关于能力的表述基本相同.
1、近三年高考试卷能力要求比较
题号
04年
能力要求
题号
05年
能力要求
题号
06年
能力要求
14
原子核衰变、同位素
理解、推理能力
14
电梯中的超重问题
理解、推理能力
14
原子核分裂问题
推理能力
15
直线运动规律,牛顿运动定律应用
分析、推理能力
15
π+、π-介子组成问题
理解、推理能力
15
光子能量与传播速度比较问题
理解、推理能力
16
分子动理论
推理能力
16
火星和地球绕太阳运行问题
分析、推理能力
16
探月卫星问题
分析、推理、计算能力
17
振动图像,波动图像
分析、推理能力
17
光的反射、折射与全反射
分析、推理、计算能力
17
“滤速器”问题
分析能力
18
欧姆定律,闭合电路欧姆定律
分析、推理能力
18
波的传播
分析、推理能力
18
分子动理论应用问题
分析、推理能力
19
光电效应的产生条件
推理能力
19
电磁感应问题
分析、等效处理问题能力
19
共振问题
分析能力
20
超重与失重
理解能力
20
带电粒子在磁场中运动问题
动态分析、应用数学能力
20
人起跳时冲量与做功问题
分析、推理能力
21
光的折射,光的色散
推理能力
21
气体状态变化、热和功问题
分析、推理能力
21
电磁感应中的电量问题
分析、推理能力
22
螺旋测量器使用、伏安法测电阻、电表改装、校对
分析、设计能力
运用、迁移能力
22
验证力的平行四边形定则测电源电动势
识记、分析能力分析、综合和创新能力
22
研究双缝干涉现象
测电压表的电阻
分析、推理能力
分析、综合和创新能力
23
万有引力定律的应用、平抛运动
分析、综合能力
23
人与跳蚤起跳问题
分析综合能力、应用数学能力
23
测量云层高度问题
分析、建模能力、应用数学能力
24
平衡、安培力、电磁感应定律、功率问题
分析、综合能力
24
机械能转化与力学综合问题
分析综合能力、应用数学能力
24
传送带与物体相对运动问题
分析综合能力、应用数学能力
25
直线运动规律、牛顿定律的应用
分析、综合能力
25
圆周运动、光敏电阻特性、电路分析、带电粒子运动
分析综合能力、应用数学能力
25
小球在电容器内往复运动时的电量输送问题
分析综合能力、应用数学能力
从上表分析中可以看出,物理高考题除了个别题目涉及到识记外,几乎考查的就是《考试大纲》中指出的5种能力,选择题以考查理解、推理能力为主,计算题以考查分析、综合及灵活运用能力为主。
2、高考理综(物理)试卷做到了在注重考查各学科核心知识的同时,突出考查能力,体现了“以能力测试为主导,重点考查所学相关课程基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决实际问题能力”的命题指导思想。
(1)分析与综合高能力要求的典型
(05年24题):如图1所示,质量为m1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k , A 、B 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A ,另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态,A 上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C 并从静止状态释放,已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。若将C 换成另一个质量为(m1+ m3)的物体D ,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B 刚离地时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g 。
这是一道经典的力学综合题,由于题目涉及到多个物体、多个运动过程、多种能量转化的综合,分析与综合能力要求很高。
①正确解答
开始时A、B静止,设弹簧压缩量为x1,有kx1=m1g ①
挂C并释放后,设B刚要离地时弹簧伸长量为x2,有kx2=m2g ②
B不再上升,表示此时A和C的速度为零,C已降到其最低点。由机械能守恒,与初始状态相比,弹簧弹性势能的增加量为 ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2) ③
C换成D后,当B刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同,由能量关系得
(m3+m1)v2+m1v2=(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE ④
由③④式得(m3+2m1)v2=m1g(x1+x2) ⑤
由①②⑤式得v= ⑥
②典型错误
①由于受“开始时各段绳都处于伸直状态”的影响,没有考虑开始时弹簧的压缩量,导致以后的分析及立式错误;②没有考虑到弹力是一个变力,用运动和力的方法(看作匀变速直线运动)求解;③对题给条件“已知它恰好能使B离开地面但不继续上升”仅从字面上理解,而不结合含弹簧系统中各物体的真实运动过程(A和C(D)始终处于有张有驰的变速运动中)进行分析,得出B物体所受的合外力为零,弹力始终为m2g的结论;④没有注意运动过程分析,误认为m1和m2的加速度相等,将m1和m2用整体法(相当于两者用绳子联结)求解得出m3=m1+m2;⑤由于不知弹性势能的具体表达式,又不能发现前后两个过程所隐含的弹性势能相等的条件,或不会用EP进行表述,“无视”弹性势能的存在,得到下式:(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2) =(m3+m1)v2+m1v2;⑥不能发现“绳子”隐含的物体A和C(D)速度相等这一条件,导致方程无法求解;⑦没有发现“B刚离地时”隐含的B物体速度为零这一条件,类比“绳子模型”结论,得到下式(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2) =(m3+2m1+m2)v2;⑧将A移动的距离与弹簧的形变量混淆,得到如下的方程:m3gx=m1gx+,(m3+m1)gx-m1gx=(m3+2m1)v2+。
(06年25题):有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。
如图2所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。
①正确解答
(1)用Q表示极板电荷量的大小,q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动,小球所受的向上的电场力至少应大于重力,则q>mg
其中 q=αQ ,又有Q=Cε
由以上三式有ε>
(2)当小球带正电时,小球所受电场力与重力方向相同,向下做加速运动。以a1表示其加速度,t1表示从A板到B板所用的时间,则有q+mg=ma1,d =a1t12
当小球带负电时,小球所受电场力与重力方向相反,向上做加速运动,以a2表示其加速度,t2表示从B板到A板所用的时间,则有q-mg=ma2,d=a2t22
小球往返一次共用时间为(t1+t2),故小球在T时间内往返的次数n=郝双制作
由以上关系式得n=
小球往返一次通过的电量为2q,在T时间内通过电源的总电量Q'=2qn
由以上两式可得郝Q'=
本题来自演示实验,并且渗透了建模的思想方法;由于题目较长,对学生心理上产生一定压力。与常见的带电粒子(不计重力)在电场中的上、下加速运动相比,本题的带电小球多了一个重力,显得“不太对称”。本题对优秀学生来说的一个难点是电量计算。最简单的方法是:在两极板间取一个截面,根据通过这个截面的平均电流强度与通过电源的电流强度相等分析;另一个学生能听懂的等效分析方法是:先根据电容器充放电原理弄清通过电源的电量与两板电量变化的关系,在此基础上就容易认识“一个周期内小球在两板中均获得了的电量,但通过电源的电量也只是”。
②典型错误
① 的理解有误,错当作介电常数或电场强度;
② 电容器带电量理解有误,以为一块极板所带电量为电容器所带电量的一半;
③ 以为导电小球上下运动过程完全等效,受力分析相同,运动时间相同;
④ 总电量计算有误,以为每一次碰撞改变2q,。
(2)实验高能力要求的典型
近几年实验试题来源于教材而不拘泥于教材,注重自行设计实验,自行选择器材。05年物理实验题22(2)在以往注重考查实验方法迁移的基础上,能力要求有了较大提升,突出了实验的创新能力。由于题目所提供的理想电压表量程小于被测电源电动势,需要学生打破课本实验的思维和方法定势,从方法上进行创新,运用所提供的器材创造性地进行实验设计。
(05年22题(2))测量电源B的电动势E及内阻r ( E 约为4.5V, r 约为1.5Ω)。
器材:量程3V的理想电压表V ,量程0.8A的电流表A(具有一定内阻).固定电阻R = 4Ω,滑线变阻器R',电键K ,导线若干。
① 画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
② 实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1 ;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。则可以求出E=_______,r=_____ 。(用I1、I2、U1、U2及R 表示)
①正确答案
①实验原理图如图3所示,基本方程为:E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),
相应的答案为:,.
②实验原理图如图4所示,方程为:E=U1+(I1+ U1/R)r,E=U2+(I2+ U2 /R)r.
相应的答案为:,。
②典型错误
典型错误主要有两类。一类是违反了安全性要求,电路中的电流表与电压表不可能同时处于安全状态。如图5和图6所示,为了保证电压表两端的电压不超过3V,电流表的读数肯定要大于1A。
另一类错误主要是违反了可行性的要求。如图7和图8所示。这两种电路设计虽然能够保证电流表和电压表同时处于安全状态,但对于图7电路来说,在所列的方程组中,电流表的内阻与电源内阻已经整合为一个整体,因电流表电阻未知,故从原理上讲就无法求得电源内阻。对于图8电路,由于R′是滑动变阻器,无法进行读数,使所列方程无法求解,故无法满足题目测量电源电动势和内阻的要求.
三、近三年高考试卷的特点分析
1、注重基本概念和规律的考查,最近几年的试题所涉及的知识内容覆盖了力学、热学、电磁学、光学、原子物理学各部分中的主干知识,如牛顿定律、动量和机械能守恒、电场和磁场、电路和电磁感应的规律等。05年试卷中力、电两部分内容的试题合计有102分,为物理总分的85%,试卷中运用“力与运动观点”、“能量观点”分析解决问题的试题占分73分,为总分的61%,充分体现了考查学科主干知识和学科主要思想方法的命题思路。06年试卷更注重的是“力和运动观点”,整卷占50多分,体现了命题更注重基础性。
2、部分试题情境比较新颖,突出能力考查
大多数试题的物理情境是考生比较熟悉的或似曾相识的,但也有部分试题陈中出新,通过题目条件及设问方式的改变,考查考生的理解能力、推理能力和分析综合能力。
(06年24题):一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。
传送带是高中学生常见的运动模型,试题情景与常规的传送带模型不同的是,传送带并不是一直在做匀速运动,而是先匀加速,后匀速。
3、注重以实际问题为原型,让学生建立物理模型
试题的情境来源于实际问题,从而考查考生知识迁移和应用所学理论知识来分析和解决简单实际问题的能力。
(06年题23):天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=km/s。
本题的关键是将实际问题通过建模转化为物理模型。本题在求解时的典型错误是物理模型构建不正确。如将“在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸”理解为爆炸物在人的头顶上方3.0km处,建构了上、下传播模型,或将模型构建为竖直向上传播到云层,又斜向下传到人(直角三角形路径)的模型等。
4、注重细节分析
由于试题命题的范围是主干知识,学生对知识与基本模型(情景)又比较熟悉,而体现能力要求的多物体与多过程的题目又不宜多出,试题就会更加关注细节,通过细节的考查看出学生的思维是否有序与严谨。
(06年题17):图9所示为一“滤速器”装置的示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动,由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是
A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外
本题只有对上述四种情况的电场力与洛仑兹力的方向进行有序分析后才能得到完整的答案。
(06年题21):如图10所示,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程:①以速率v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率2v移动d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则
A. Q1=Q2=Q3=Q4 B. Q1=Q2=2Q3=2Q4 C. 2Q1=2Q2=Q3=Q4 D. Q1≠Q2=Q3≠Q4
考生不难推出电量Q与磁通量的变化量成正比,本题的关键是对这四种情况下的磁通量的变化量要仔细、有序地分析,最好是能够画出图11,答案就一清二楚。
四、07高考理综(物理)试题预测
1、07年理综(物理)试卷的结构与知识点分布
07年试卷在结构上应该与前几年相同,力、电、热、光、原几部分内容的占分比例也不会偏离前几年的配置情况。试题涉及的知识点仍是前面分析及提及到的主干知识,“力与运动的观点”和“能量转化与守恒的观点”仍将是整个物理试卷的主线,试卷的难点仍然应该在电学实验、力学综合题或力电综合题上。电学实验虽然最近几年已经多次考查了,但07年实验的第(2)小题应该仍然出在直流电路实验,实验设计的基本原理应该是闭合电路欧姆定律。
2、试题的“能力点”
对于大多数同学来说,经过高三的复习以后,一般的物理问题可能会感到不困难,难的是一些具有“能力点”的问题。试卷中涉及“能力点”的问题通常有以下几类,教师在复习时应该加以重视。
(1)多物体、多过程问题
一般来说,物体越多,过程越多,角度越多,题目的难度也越大,这是因为这种问题需要的是首先对单个物体或单个过程的分析,然后在物体之间或过程之间进行综合。高考计算题中的难题的情景设计通常是两个物体,两个过程,力与运动和能量两个角度结合,或者是一个物体,多个过程,力与运动和能量两个角度结合,这种情景设计既能够考查学生的分析能力,又能够考查学生的综合能力,也能够考查学生运用数学工具的能力,具有较多的“能力点”。
(2)建模问题
典型的物理模型由于在教学时已为学生所熟知,针对典型模型运用规律解决问题对于大多数同学来说已经变成模式识别,这类问题不太能够考查学生分析、解决问题的能力。物理试卷中出现新情景的题目就是要求学生通过自己的分析,抓住主要因素,忽略次要因素。建模问题对于考查学生的分析能力有其特有的价值,使得试题具有“能力点”。
(3)对细节的准确把握
从认知结构的角度,一个好的认知结构与一个不够完善的认知结构的区别,既可能是结构层次上有差异,也可能是结构的丰富程度上有差异。细节可以反映学生对于某个概念的理解程度,也能够反映学生对于某个过程的掌握程度,既可以体现在对题目中某个词的理解是否确切上,也可以体现在解题过程的流畅上,还可能表现在对于临界条件的准确应用上。在试卷中关注细节能够考查学生认知结构的完善程度,细节也就成为考查中的“能力点”。
五、07高考理综(物理)复习建议
1、把握理综试题结构与基本特点
全国理综试卷的基本结构和主干知识已经明确,我们有理由相信,07年的试卷风格跟最近几年相比将相对稳定。教师研究最近几年的试卷结构和主干知识有利于教师把握复习的重点,提高针对性,避免平均用力和在部分内容上要求过高。在具体方法上,对能力要求较低的内容可让学生自己整理,对解释性和记忆性内容重点关注知识网络的建立,减少低层次习题的数量,对主干知识,能力要求较高的内容要让学生进行多角度分析和多种方法求解,培养学生的分析与综合能力。
2、针对学生基础进行复习
复习缺少针对性的表现之一是教师不关注学生存在的“低级错误”。忽视“低级错误”,使学生在最容易得分的地方失分是复习中的最大失误。高考中经常有一些“低级错误”,如 “电压表两端再并联另一只电压表”、“将固定电阻画成变阻器”、“对不同物体和不同过程的表示在符号上不加区分(不用足标),从而导致混淆”等,只要教师在平时能够及时向学生指出这类错误,这种“低级错误”应该容易避免。
复习缺少针对性的表现之二是不考虑学生基础,追求练习题目的难度。由于考生的增多,高考试题要做到有合适的难度和区分度必然会适当降低题目难度,或者整卷在难度上保持一定的梯度,教师在平时的复习中应该针对学生的基础选择不同难度的题目进行训练,在“巩固中求发展”,在复习中一定要根据学校和学生的基础,避免只针对“压轴题”进行复习,避免不切学生实际的题海战术。
3、重视实验能力的培养
力学与电学实验都有考查学生高层次思维能力的题材,可能由于力学实验相对直观一些,原理明确一些,变式少一些,高考实验的重点和难点通常在电学实验。一般来说,电学实验的内容和变式丰富,既可以是器材选择、电路设计、实物线路连接,也可以是电压表串联、电流表并联等,另外,电学实验对学生实验能力的考查也是全方位的,可以是分析、比较、判断,可以是设计,还可以考操作,特别是电学实验需要学生具有全面、系统考虑、分析问题的能力;再者,电学实验的变化很多样,可以是新实验用旧方法,可以是新实验用新方法,也可以是旧实验用新方法等等;为命题提供了广阔的空间。教学实践告诉我们,为了解决一个电学实验问题,学生需要系统考虑内、外接法,分压式、限流式连接,电源电压、电表量程、变阻器阻值,固定电阻大小,可变电阻范围,甚至要考虑最大电流和额定功率等,这种全面而系统考虑问题和分析问题的能力,即便经过专题复习,随着时间推移和情境变化,还是能够检测出一个考生的能力水平,这也许是近几年高考实验题重点放在电学实验的原因。在实验复习时,必须基于课本实验的器材、方法,进行拓展与变式,在实验复习中一定要开放学生的思维,设计多种方案,并对多种设计方案进行评价,培养学生灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题的能力。
4、完善认知结构,优化解题方法
常常会发现这样一种现象,学生求解得到的结果相同,但不同学生表达的繁琐程度和解决问题所需要化费的时间相差很大。这种现象在平时可能是一个不太会引起老师关注的问题,但在时间紧张的考试中就会变成一个大问题。为了预防这一现象出现,要求教师在复习时不仅要关注学生的解题是否正确,更要关注学生在解题时表现出的认知结构是否完善和优化,解决问题的方向和选择的方法是否合理等。对于一个题目的求解,教师不应仅仅核对答案是否正确,也应常常让学生展示其求解过程,对于不同的求解过程和求解方法,教师引导学生一起讨论和评价,使学生优化解决问题的思路和方法。
分析与综合能力的培养,需要教师多展示如何将“一个复杂的问题或过程,既要能够把它分解开来,研究细节,发现隐含条件和变化特征,还要能够把它们联系起来,寻找相互之间存在的关系,从而解决问题”,同时也注重让学生进行这方面的训练。
要让学生建立完善的认知结构,取决于教师头脑中是否有完善的认知结构。一个认知结构完善的教师常常表现在组织例题或选择学生练习时,给学生的练习不应该是随意的,也不应该是教师“喜欢”的,而是教师依据构建完善的认知结构的需要而精心组织的。例如,一个物体参与多个过程的题目,教师在组织题目时应该自己首先有一个结构,一个物体所受的力可以是重力、电场力、磁场力,物体参与的运动可以是直线运动、平抛(类平抛)运动、圆周运动、振动等。对于多个物体,物体与物体之间可以相互独立,也可以用细绳、轻杆、弹簧等相互牵连。
5、既有训练,又有总结与提升
复习时需要有一定量的题目进行训练,但更重要的是“练有所得”,一般教师与优秀教师的很重要的区别是“练后功夫”,要重视让学生提炼解题方法与经验,使其“显性化”,教师自身也必须注重积累有利于问题解决的策略性知识,并适时地进行传授。
6、加强对优秀学生答题规范的指导
高考是面向全体考生的考试,高考试题一般来说应该用最常规的方法来求解,我们看到的高考标准答案都是这样. 部分参加过竞赛辅导的优秀同学会用非常规方法解题,这样做的风险很大,因为非常规方法并非是教师对其物理本质讲的最透的方法,非常规方法并非是学生用的最熟的方法。在常规方法能够求解的问题中, 非常规方法并不一定能简化问题的求解,还有可能留下一些破绽,前些年常有同学用“平均力”、“惯性力”、“系统动能定理”等方法求解一些题目,得分效果并不理想。