高考物理第二轮复习教案(第13--16讲)[下学期]

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祁东县物理中心教研组编写
典型课案： 第13课时 电学实验
祁东一中 撰稿 陈晓建 审查 李秋香
1、 考点梳理
1、电学实验命题走向：①给定条件,进行实验设计;②给定测量数据,选择处理方法;③给定原理器材,设计实验方案;④给出实验过程情景,判断过程方法的合理性。
2、围绕中学物理实验的设计原理、控制误差、处理数据三个环节，主要涉及以下一些方法：设计实验原理用到的方法有①控制变量法；②近似替代法；③等效替代法；④模拟法；⑤放大微小量的方法。控制实验的方法有：①多次测量法；②累积法。数据处理方法有：①逐差法；②图象法。
3、围绕电学实验的需要，提供电压的方法有①限流法；②分压法（题中常出现这样的字眼：要求电压从零开始调节，或是要求测量尽可能精确等）③变压器变压法（适用于交流电）。
4、电学实验通常以设计型实验方式考查，它源于课本又高于课本，要求将书本知识迁移到新的情景中，设计型实验的设计原则：①正确性；②安全性；③方便性；④精确性。
二、热身训练
1．按照有效数字规则读出下列电表的测量值．
⑴ ⑵
接0~3V量程时读数为_______V． 接0~3A量程时读数为_______A．
接0~15V量程时读数为______V． 接0~0.6A量程时读数 A．
2．在有些电学实验时,要用到零刻度在中央的灵敏电流表G而且在使用前往往要求先判定通过该电流表的电流方向跟指针偏转方向的关系．这种电流表的量程一般都很小,一不小心就可能烧毁电表.如图,现在有一只这样的灵敏电流表G,一只干电池,一个阻值很大的电阻R1和一只阻值很小的电阻R2．
⑴用笔画线作为导线,把以上元器件都连接在测试电路中．
⑵简述测试方法．
三、讲练平台
例１.电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关．图13-4是研究它们的关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）．于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和，用r表示．电源的电动势用E表示．⑴写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：__________．（安培表、伏特表看作理想电表）
⑵在图13-5实物图中画出连线，组成实验电路．
⑶下表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在图13-6的方格纸中画出P-R关系图线．根据图线可知，电源输出功率的最大值是______W，当时对应的外电阻是______Ω．
I（A） 0.20 0.28 0.36 0.44 0.52 0.60
U（V） 3.00 2.60 2.20 1.80 1.40 1.00
U/I(Ω)
UI(W)
由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω，还可以求得该电源的电动势E=______V，内电阻r0=______Ω．
例2 如图13-7的电路中R1=R2=100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图13-8所示．电源电动势E=100V，内阻不计．求：⑴当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．⑵当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．
例3．用恒定电流的电场来模拟静电场描绘等势线时,下列哪些情况是能够实现的
⑴　　　　　　　　⑵　　　　　　　　⑶　　 　　　　　⑷
A．如图⑴圆柱形电极M、N都接电源的正极，用来模拟等量正点电荷周围的静电场
B．如图⑵圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，用来模拟正点电荷周围的静电场
C．如图⑶两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，用来模拟平行板电容器间的静电场
D．如图⑷圆柱形电极M接电源负极，用来模拟负点电荷周围的静电场
例4．黑箱有A、B、C三个接线柱，两个接线柱间最多只能接一个元件．黑箱内的元件是一只电阻和一只二极管．某同学用正确的操作方法利用多用电表进行了6次
测量，各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示．可以判定：
红表笔接 A A B B C C
黑表笔接 B C A C A B
测得阻值(Ω) 100 10K 100 10.1K 90 190
⑴电阻接在_______两点间，阻值为________Ω．
⑵二极管接在_____两点间，正极接在____点．其正向阻值为
_____Ω,反向阻值为_____Ω．
例5．在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下：
1 2 3 4 5 6
U/V 1.42 1.36 1.08 1.21 1.14 1.07
I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
⑴实验误差分系统误差和偶然误差两种．该实验的系统误差主要是由___________引起的．用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_______误差．
⑵在右面给出的U-I坐标系中用给出的数据画出U-I图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第____组数据有误．⑶求得电动势E=____V，内阻r=___Ω．（均保留2位有效数字）．
四、当堂巩固
1． 如图所示，甲为示波器面板，乙为一信号源．
(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的 接线_____柱相连，b端与 接线柱相连．
(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的 旋钮；要使此波形横向展宽，应调节 旋钮；要使屏上
能够显示3个完整的波形，应调节 ______________旋钮．
2． 欲将量程为100μA内阻为500Ω的灵敏电流表改装为量程为1mA的毫安表．
⑴需要给它_____联一只R=_____Ω的电阻．
⑵需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。校对所用的器材的实物图如上（其中标准毫安表要与一只固定电阻串联，以防烧表）．校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA．请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线．
3．某电压表的内阻在20~30kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可用的器材：⑴待测电压表V（量程3V）⑵电流表A1（量程200μA）⑶电流表A2（量程5mA）⑷电流表A3（量程0.6A）⑸滑动变阻器R（最大阻值1 kΩ）⑹电源E（电动势4V）⑺电键．
所提供的电流表中应选用______．为了尽量减小误差，要求多测几组数据．试在右边方框中画出符合要求的实验电路图．
4．欲用伏安法测定一个阻值约为的电阻，要求测量结果尽量准确。
下列器材中应选用的是_____　　　　　　______，画出应采用的电路图．
A. 电池组（6V，内阻很小）
B. 电流表（0~3A，内阻0.0125Ω）
C. 电流表（0－0.6A，内阻0.125Ω）
D. 电压表（0~3V，内阻3kΩ）
E. 电压表（0~6V，内阻6kΩ）
F. 滑动变阻器（0~20Ω，1A）
G. 滑动变阻器（0~200Ω，1A）
H. 电键、导线
5. 如图所示是“用伏安法测量电阻”的实验电路图，只是电压表未接入电路中，右图是相应的实验器材，其中待测量的未知电阻阻值约为，电流表量程，内阻小于，电压表量程15V，内阻约为，电源输出电压约为12V，滑动变阻器最大阻值为，乙的最大值值为．
（1）在图中的电路图把电压表连接到正确的位置．
（2）根据中的电路图把图中实物连成实验电路．
（3）说明本实验电路中两个滑动变阻器所起作用有何不同？
答：________________________________．
第13课时.电学实验（答案）
二、热身训练：
1． 2.16V 10.5V 0.79A 0.16A
2．（1）R2与电表并联，R1与电池、电表串联 （2）略
三、讲练平台：
例1．（1）P=E2R/（R+r）2
（2）略
（3）0.80 5.0 4.0 0.50
例2．（1）0.60A 24W
（2）0.46A 12W
例3．BC
例4．（1）AB 100
（2）AC C 90 100K
例5．（1）电压表的分流 偶然
（2）3 1.5 1.8
四、当堂巩固
1．（1）Y 地
（2）垂直偏转 X增益 扫描频率
2．（1）并 500/9 （2） 变阻器分压电路
3．A1 变阻器分压电路
4. 解：（1）选出唯一性器材，被测电阻，A和H两组器件。
（2）根据滑动变阻器阻值，选用限流接法，画出草图。
（3）估算电流最大值，，所以电流表选C，电压表选E。
（4）由限流接法要求滑动变阻器阻值为用电器2倍~5倍，所以选F。
（5）根据选用外接电路。
10. 4. （1）将R接成分压器，D接G、F，接A，如图所示，
（2）需改接成如图所示：
5. 解析：（1）当电阻值很大，采用内接法。
（2）实物图如下：
典型课案： 第14课时 临界极限问题
祁东二中 撰稿 谢功名 审查 周难
一、考点梳理
（一）临界问题
所谓临界问题是指在一种运动形式（或者物理过程和物理状态）转变为另一种运动形式（或者物理过程和物理状态）的过程中，存在着分界限的现象，这种分界限通常以临界状态的形式出现在不同的问题中，如光学中的临界角，超导现象中的临界温度，力学中的弹性限度、临界速度、临界加速度、临界力平衡位置，电学中的临界电压、临界电流，发电机的中性面，光电效应中的极限频率，核反应中的临界体积等等。在临界状态的前后，系统服从不同的物理规律，按不同的规律变化。如两物分离的条件是:接触面间无弹力,且两物此时加速度相等.
一般解决临界问题有两种基本方法：
1. 演绎法：以原理、定理和定律为依据，先找出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析讨论其特殊规律和特殊解，即采用从一般到特殊的推理方法。
2. 临界法:以原理、定理或定律为依据，直接从临界状态和相应的临界量入手，求出所研究问题的特殊规律和特殊解，以此对一般情况进行分析讨论和推理，即采用林特殊到一般的推理方法。
由于临界状态比一般状态简单故解决临界问题，临界法比演绎法简捷多了。一般只要抓住临界状态和确定相应的临界量-----这个突破口，问题就迎刃而解了。在找临界状态和临界量时，常常用到极限分析法：即通过恰当地选取某个物理量（临界物理量）推向极端（“极大”和“极小”，“极左”和“极右”等），从而把隐蔵的临界现象（或“各种可能性”）暴露出来，便于找到这个“突破口”。
（二）极值问题
在一定条件下，物体的物理状态和过程的性质特点达到某个状态时发生转变，这个转折状态叫临界状态，在此状态下一些物理的值取得极大或极小。求解临界极值问题需要有较高的综合分析能力及相关的数学知识。高中物理有多处涉及极值问题，已成为高考热点问题，处理此类问题的常用方法有以下四点：
1.如果在一个命题中涉及某个临界问题，首先应确定临界条件，再分阶段分步骤进行分析讨论，确定临界条件的方法，就是分析趋于达到和偏离转折点的过程。即转折前后的力学和运动学特点，物质的性质特点等。
2.有些题是可以专门讨论某一临界条件的，更多的题仅仅是涉及某一临界问题，对于临界条件的判断可以在解题时直接指出，不必作详细论证。
3.物理问题中的临界点常常是矛盾的，对立的交叉点，“刚好追上”与“恰好不相碰”的条件，实质上是一样的，“刚好发生全反射”与“刚好不发生全反射”的条件也是一样的。
4.物理中某些刚好等于某一值的物理意思是说不清的，不像数学中刚好等于某一值有确切含义，不要在“正好等于临界值时到底怎样”上纠缠不清。
二．热身训练
1.用细线AO、BO悬挂重物，BO水平，AO与竖直线成45°角，如图1，AO BO能承受的最大拉力分别10N和5N，OC能承受足够的拉力，为使细线不被拉断，则重物的最大重力是多少？
2.如右图2所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，当滑块至少以加速度a＝_________ 时，小球对滑块的压力为零；当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线的拉力T＝________
3.一洗衣机正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是
①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大
②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小
③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率
④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
A 只有① B ③ C ① ④ D ② ④
4.如图3电源的内阻为r，固定电阻Ro＝r/2,滑动变阻器R的总电阻为2r，当R＝_____时，电源输出功率最大， 当R＝_____时，R上消耗的功率最大，当R＝________时，R上消耗的功率最大。
三、讲练平台
例1. 一个质量为 m的物体置于地面上，与地面间的动摩擦因素为μ，现用一个与水平方向成θ角的力F拉物体，如图4，为使物体沿地面做匀加速直线运动，求F的取值范围。
例2.如图5，一光滑绝缘槽放在方向竖直向下场强为E的匀强电场中，现从斜槽顶端A，沿槽释放一个初速度V。的带负电小球，小球的质量为m，电量为q,斜槽底端B与A的高度差为H，则电场强度E＝_________时，小球才能到达B点，设小球能通过B点，那么通过B点的最小速度为__________。
例3.如图7，物体以大小不变的初速度V。沿木板滑动，若木板倾角θ不同，物体能上滑的距离S也不同，下图是得出的S-θ 图像，求图中最低点P的坐标。取g=10m/s2
四、当堂巩固
1.如图8所示，两木块质量分别为m,M，用劲度系数为K的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块1压下一段距离释放，它就上下作简谐运动，在振动过程中木块2刚好始终不离开地面（即它对地面最小压力为0）则木块1的最大加速度大小是_________，木块2对地面最大压力大小是__________.
2. 如图9所示，相距为d的两平行金属板AB上加上电压U，A板电势高，在A板上放一小粒放射性物质，它不断向右侧空间各个方向放出质量为m电量为q的α粒子，α粒子最大速度为V，B板上涂荧光粉，α粒子轰击B板而发光，设α粒子不被B板反射，则B板的发光面积为
3.发电机通过一条绳子吊起一个质量为8kg的物体，绳子的拉力不能超过120N。电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止用最快的方式吊高90m，(已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度匀速上升)所需时间为多少 (g＝10m/s2)
4、质量为m的小球被拴在绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中，小球受到空气的阻力作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续圆周运动。经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为：
A、mgR/4 B.mgR/3 C. mgR/2 D.mgR
5.组成星球的物质是靠吸引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速度，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R，密度为p，质量为M是均匀分布的星球最小自转周期T，下列表述中正确的是
A. T=2π B. T=2π C.T= D.T=
6.长为L的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图10所示，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为 m,电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间的中点处垂直于磁感线以速度V水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：
A.使粒子速度为v5Bql/4m
C.使粒子速度为v>Bql/4m D.使粒子速度为qBl/4m7.在光滑的水平面上，A、B两物体紧靠在一起，如图11所示，A物体的质量是24kg，B的质量是120kg，FA是4N的水平向右恒力，FB＝（16-3t）N（t以s为单位）是随时间变化的水平力，从静止开始，当t=_________s时，A、B两物体开始脱离，此时B物体的速度方向_______.
8. 如图12所示，劲度系数为k的轻弹簧，悬挂质量为m的砝码，若先用盘托住砝码，使弹簧处于自然状态，然后让盘以加速度a9.如图13所示，用折射率为n的盘里均匀介质做成内外半径分别为a,b的空心球壳，当一束平行光束水平射向此球壳的外表面经两次折射后可射入空气球壳空腔内，则此光束入射前的横截面积是多大？
10.如图14所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其它力的3/4倍，将珠子从环上最低位置A点静止释放，求珠子所能获得的最大动能Ek，要使珠子做圆周运动，在A点至少给A以多大的初速度？
11.如图15所示，水平放置的两块平行金属板a、b，相距为d，其电容为c，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电量为Q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速度地滴下，竖直落在b板上，并把全部电荷传给b板，重力加速度为g，不计地磁场的影响，并假定电荷在板上的分布是均匀的，求：
（1）第几滴液滴在ab板间将做匀速直线运动？
（2）能够到达b板的液滴数不会超过几滴？
第14课时 参考答案
二、热身训练
1.解，当重物不断加重时，OA、OB的张力都同时增大，那么是同时达到最大，还是哪条绳先达到最大值？判定如下，设AO先达到最大值10N，此时若BO不断，则OB的张力为T2＝T1sin45°=10/2=5>5N,因此，BO先断，令BO的拉力刚好达最大值，则此时物重mg=T2=5N，即为所求。
2.解：当小球刚要离开斜面时，滑块对小球的支持力为0，此时小球受力如图甲 F合＝mg，所以a=g 当滑块a=2g向左运动时，小球已离开斜面，此时小球受力如图乙
F合＝ma=2mg F= = mg
3.C. 共振条件是 f驱＝f固
4.电源最大输出功率的条件是R外＝r, 即R+R0=r R=r/2时，电源输出功率最大，当R＝0时，电路电流最大,所以R0上功率最大，同理当R＝1.5r时，R上消耗功率最大。
三、讲练平台：
例1：解释：物体受力如图4所示。由图可知：如果F太小，物体不可能被拉动做匀加速运动，因此，所施的拉力应存在一个范围.设物体的加速度为a，由正交分解法可得：
Fcosθ-μFN=m Fsinθ+FN-mg=0
依题意，为使物体不离开地面，必须FN>0,
∴ F≤mg/sinθ 为使物体做匀加速直线运动，必须a>0,则
a=[F(cosθ＋μsinθ)-μmg]/m>0
∴ F> μmg/(cosθ+μsinθ)
故所求F的范围是 μmg/(cosθ+μsinθ)例2：解释：小球在斜槽上受力如图6所示，要使小球到达B点 N ≥0
∴Eq≤mg ∴E≤mg/q
当E=mg/q时， W合＝0，∴VB=V。为最小
例3：解释：本题主要考查理解数学图像的物理意义的能力运用数学知识求极值问题的能力 S-θ图线上每一点（θ，S）都表示一个过程，即木板倾角为θ时，物体的初速度V。能滑上的最大距离为S
解： 当θ＝90时，S1＝15m，实际此时物体做竖直上抛运动，a=-g,
有 -Vo2=2x(-g)S1 解得V。＝10 m/s
当θ＝0时，S2＝20m，此时 f=μmg a=-f/m=-μg
0-Vo2=2(-μmg)s2 解得 μ＝0.75
在θ为一般值时， 有-mgsinθ-μmgcosθ=ma 0-Vo2=2as
解得S＝ ＝12/sin(θ+α)
且α＝arctanμ=37°当θ＝90-α＝53°时 ，S有最小值12m
故最低点P的坐标为（53°，12m）
四、当堂巩固
1.木块1作简谐运动 到达最高点时加速度最大，此时弹簧伸长最长，又木块2刚好不离地，临界条件是对地压力为0，故有F弹＝Mg，对m，有（M＋m）g＝ma, a=(M+m/m)g即为木块1最大加速度，当木块1到达最低点时，木块2对地面压力最大。对整体,有:FN-（M+m）g=ma=(M+m)g FN=2(M+m)g
2. 解释：沿极板A以最大速度发射的α粒子打在B板上发光面的最边缘，故r=v0t d=vqt2/2md s=πr2
3.先以最大拉力匀加速运动 a=(F-mg)/m=(120-80)/5=5m/s2,达到额定功率时，速度为v1=P/F=1200/120=10m/s, 经过时间t1=v1/a=10/5=2s 上升高度h1=at12/2=5x22/2=10m, 以后以额定功率上升，当刚接近H=90m高时，已达到最大速度Vm=p/mg=1200/80=15m/s 根据动能定理得：pt2-mg(H-h1)=(mvm2-mv12)/2 代入数据，解得t2=5.75s 所以t总＝t1+t2=7.75s
4.C. 解：最低点： 7mg-mg＝mv12/r mv12/2=3mgR
恰能通过最高点：v2= mv22/2=mgR/2
由最低点到最高点：-mg2R-w=mv22/2-mv12/2
解之得：W=mgR/2
5.AD. 解释：GMm/R2=4π2mR/T2 M=p4πR3/3
6.AB. 解释：要使粒子不打在极板上R< L/4, R>5L/4
7.12S. 向右.
8.当m与盘刚要分离时的临界条件FN＝0，此时弹簧伸长x，则mg-kx=ma, 又x=at2/2
解之得: t=
9.光路图如右图， 设从A点入射的光线经折射后射到内壳上B点，且恰好在B点发生全反射，则有：
n=sinθ1/sinθ2 ① sinc=1/n ②
在三角形ABO中，由正弦定理得：a/sinθ2 = b/sinc
所以 sinθ2 = asinc/b = a/nb ③
在Rt△ADO中， R＝bsinθ1 ④
由①②③④解之得：R=a 所以 S截＝πR2＝πa2
10.解：设复合场的场力F的方向与竖直方向成θ角，则
tanθ=Eq/mg=3/4, 小珠子将以B点为平衡位置左右振动，在B点时速度为最大，
A→B，由动能定理有：Eqrsinθ- mgr(1-cosθ)=mv2/2
V= 即为所求的最大速度.
（2）珠子要做圆周运动，必须至小到达B的对称点C，且在C点速度为0，A→C，由动能定理得：-Eqrsinθ- mgr(1+cosθ)=0- mv02/2 解之得：V0=2/5
11．解：(1)设第n滴落到b板后，第n+1滴在a、b间匀速运动
nQ2/cd=mg n= cmgd/Q2
N=cmgd/Q2 +1
(2)设第y滴液滴恰能落到b板，则： mg(h+d)=Qu′ u′=mg(h+d)/ Q
u′=(y-1) Q/c y=mg(h+d)c/Q2 +1
典型课案： 第15课时 基本物理思维方法
祁东二中　　撰稿　肖立志　　审查　　匡清平
一、考点梳理
中学物理教学大纲明确指出：“要重视概念和规律的应用，使学生学会运用物理知识解释现象，分析和解决实际问题”，这就是说，不仅要运用物理知识解决实际问题，而且要有意识的领悟物理解题的思维方法．
中学物理所涉及的科学思维方法，以及由此而产生的解题技巧和方法很多，本专题仅对其中几种作一介绍：
（一）、整体法和隔离法
在解答物理问题时，往往会遇到有相互作用的两个物体或两个以上的物体所组成的比较复杂的系统．分析和解答这类问题，确定研究对象是关键．对系统内的物体逐个隔离进行分析的方法称为隔离法；把整个系统作为一个对象进行分析的方法称为整体法．
隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态的变化的原因以及物体间相互作用关系分析清楚，能把物体在系统内与其他物体相互作用的内力转化为物体所受的外力，以便应用牛顿第二定律进行求解．缺点是涉及的因素多比较繁杂．
整体法的优点是只须分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用，更简洁、更本质的展现出物理量间的关系．缺点是无法讨论系统内部的情况．
一般地说，对于不要求讨论系统内部情况的，首选整体法，解题过程简明、快捷；要讨论系统内部情况的，必须运用隔离法．实际应用中，隔离法和整体法往往同时交替使用．
（二）、等效法
等效法就是在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法．合力与分力、运动的合成与分解、电阻的串联与并联、交流电的有效值等都是等效法在物理学中的实际应用．
等效法在物理解题中也有广泛的应用，主要有：物理模型的等效替代；物理过程的等效替代；作用效果的等效替代．
在应用等效法解题时，应知道两个事物的等效不是全方位的，只是局部的，特定的、某一方面的等效．因此在具体的问题中必须明确哪一方面等效，这样才能把握住等效的条件和范围．
（三）、对称法
自然界和自然科学中，普遍存在着优美和谐的对称现象．对称性就是事物在变化时存在的某种不变性．物理中对称现象比比皆是，对称的结构、对称的作用、对称的电路、对称的物和像等等．一般情况下对称表现为研究对象在结构上的对称性、物理过程在时间上和空间上的对称性、物理量在分布上的对称性及作用效果的对称性等．
利用对称性解题时有时能一眼看出答案，大大简化解题步骤．从科学思维方法的角度来讲，对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力．用对称性解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性，这些对称性往往就是通往答案的捷径．
二、热身训练．
如图15所示，将质量分别为m、2m、3m的三个小球A、B、C用绝缘细线相连，其中B球带+Q电量，A、C两球不带电，并将A球固定住，三球均处于静止状态．A、B间细线的张力等于多少？在将A球从静止释放的一小段时间内，A、B间细线的张力等于多少
三、讲练平台
例题１。如图所示，设A重10N，B重20N，A、B间的动摩擦因数为0.1，B与地面的动摩擦因数为0.2．问：（1）至少对B向左施多大的力，才能使A、B发生相对滑动？（2）若A、B间有μ1=0.4，B与地间有μ=0.l，则F多大才能产生相对滑动？
例题２。如图5所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木块B相连，木块A放在木块B上，两木块质量均为m，在木块A上施有竖直向下的力F，整个装置处于静止状态．（1）突然将力F撤去，若运动中A、B不分离，则A、B共同运动到最高点时，B对A的弹力有多大？（2）要使A、B不分离，力F应满足什么条件？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例题３。 图6为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图，采用的是电流表外接法．若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA，试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差
四,达成测试
1．如图8所示，一块均匀的半圆形薄电阻合金片，现将它按图甲方式接在电极A、B之间，求其电阻值．（电极电阻忽略不计）
2．三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平地面上，另有三个质量相同的小物体从斜面顶端沿斜面滑下，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体以初速度v0匀减速下滑，如图9所示，三个斜面均保持不动，则下滑过程中斜面对地面压力
A． B．
C． D．
3．如图10所示电路由8个不同的电阻组成，已知R1=12Ω，其余电阻阻值未知，测得A、B间的总电阻为4Ω，今将R1换成6Ω的电阻，则A、B间的总电阻变为
4．用细塑料棒弯成半径为R的圆弧，如图11所示，A、B间的空隙为l，R>>l．将电量为Q的正电荷均匀分布于环上，求圆心O处的电场强度．
5．如图12所示，在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方，有三个大小相同的正方形线框，线框平面与磁场方向垂直．三个线框是用相同的金属材料制成的，A线框有一个缺口，B、C线框都闭合，但B线框导线的横截面积比C线框大．现将三个线框从同一高度由静止开始同时释放，下列关于它们落地时间的说法正确的是
A．三个线框同时落地 B．三个线框中，A线框最早落地
C．B线框在C线框之后落地 D．B线框和C线框在A线框之后同时落地
　　　　　　　
6．如图13所示，在h高度处，距离竖直壁为d的O点，有一小球以初速度v0沿水平方向抛出，它与墙壁发生弹性碰撞后落到水平地面上，求小球落地点到墙壁的距离．
7．两块质量分别为m1和m2的木块，用一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起，现在m1上施加压力F，如图14所示．为了使撤去F后m1跳起时能带起m2，则所加压力F应多大？
第15课时 参考答案
例题1, 解析：（1）设A、B恰好滑动，则B对地也要恰好滑动，选A、B为研究对象，由平衡条件得：　　 F=f地+2T
选A为研究对象，由平衡条件有　　 T=fA
　　 fA=0.1×10=1N　 f地=0.2×30=6N∴　 F=8N．
（2）同理解得，F=11N
例题２。解析：（1）最高点与最低点有相同大小的回复力，只有方向相反，这里回复力是合外力．在最低点，即原来平衡的系统在撤去力F的瞬间，受到的合外力应为F/2，方向竖直向上；当到达最高点时，A受到的合外力也为F/2，但方向向下，考虑到重力的存在，所以B对A的弹力为．
（2）力F越大越容易分离，讨论临界情况，也利用最高点与最低点回复力的对称性．最高点时，A、B间虽接触但无弹力，A只受重力，故此时恢复力向下，大小位mg．那么，在最低点时，即刚撤去力F时，A受的回复力也应等于mg，但根据前一小题的分析，此时回复力为F/2，这就是说F/2=mg．则F=2mg．因此，使A、B不分离的条件是F≤2mg．
例题3 解析: 运用等效法把电源和电流表作为一个整体看成一个新的等效电源，如图7中虚线框所示，此时电压表确实接在这个新电源的两端，读数确是路端电压，而此时电流表的读数仍表示总电流．因此根据电压表和电流表的读数测得的E和r是这个新电源
的电动势和内电阻的真实值．
新电源实际上是由电池和电阻RA串联而成，设电池的电动势和内电阻分别是E0和r0，应有如下对应关系E= E0 r= r0+RA相对误差分别为
四、达成测试
参考答案
1．4R（对称法）　　2．C（整体法）　　　　3．3Ω（等效法）
4． 方向由圆心指向弧AB的中点（等效法和对称法）
5．BD（等效法）　6．（对称法） 7．（对称法）
典型课案： 第16课时 图象问题
祁东二中 撰稿 匡清平 审查 肖立志
一、考点梳理
1、近几年来高考根据教材编排及考试说明要求，在匀速直线运动中应掌握位移时间图象、速度时间图象及在掌握匀变速直线运动速度时间图象的基础上适当延伸F-t图、P-t图。
2、对于振动与波，应掌握简谐运动图象是质点振动位移关于时间的正弦变化图像，而波的图象则是反映在波传播方向上无数质点（集合）在某一时刻的位移情况，应特别注意两种图象的异同，在高考中主要是根据两种图象直接求相关物理量，根据波形图及传播方向判断其质点的振动方向，或者运用波动中波长、波速、频率（周期）的关系分析处理波形图。
3、电学中的常见图象在交变电流中出现机会多，并适当延伸到电磁振荡中的电流随时间变化的规律图象及i-t、U-I、B-t等图象的考查。
二、热身训练
1、在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直，在=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的边离开纸面向外运动，若规定由方向的感电流为正，则能反映线圈中感应电流随时间t变化的图线是（ ）
2.、一汽车在平直路面上以一定功率（小于额定功率）匀速行驶，速度为v0，从t＝0时刻开始，将汽车发动机的输出功率调整为某个值并保持不变，设汽车行驶过程所受阻力恒定不变，关于汽车从t＝0时刻开始的v－t图象,下图中可能正确的（ ）
3、长木板A放在光滑的水平面上，质量为m的物块B以
水平初速度v0从A的一端滑上A的水平上表面，它们
的v－t图线如图所示，则从图中所给出的数据v0、v1、
t1及物块质量m，可以求出 （ ）
A．A板获得的动能
B．系统损失的机械能
C．木板的最小长度
D．A、B之间的动摩擦因数
三、讲练平台
例1、如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在某时刻的波形图线．质点P在该时刻的速度为v，经过0.1s该质点的速度仍为v 再经过0.1s该质点
的速度大小等于v的大小，而方向与v的方向相反，
关于该波的传播下列叙述正确的是（　）
A．若波沿x正方向传播，速度为10m/s　
B．若波沿x负方向传播，波速为10m/s
C．若波沿x负方向传播，波速为20m/s　　
D．若波沿x正方向传播，波速为20m/s
例2、 如下图所示，A是一边长为的正方形线框，电阻为R，今维持线框以恒定的速度 χ轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域，若以χ轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化下图中正确的是（ ）
例3、如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时摆球的最大速度大小是多少？（g取10m/s2）
例4、有一行星探测器，质量为1800kg.现将探测器从某一行星的表面竖直升空，探测器的发动机推力恒定。发射升空后9s末，发动机因发生故障突然灭火。如图是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象。已知该行星表面没有大气。若不考虑探测器总质量的变化。
求：（1）该行星表面附近的重力加速度大小。
（2）发动机正常工作时的推力。
四、达成测试
1、起重机钢索将重物由地面吊起的过程中，重物运动的图象如下图甲所示，钢索
上的拉力做功的功率随时间变化的图象可能是图乙中的哪一个（ ）
2、如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的两个物体得出的加速度a与力F之间的关系图线，分析图象可知：
①比较两地的重力加速度，有gA＞gB；
②比较两物体的质量，有mA＜mB;
③比较两地的重力加速度，有gA=gB；
④比较两物体的质量，有mA＜mB。
A、②③ B、①② C、①④ D、③④
3、 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势E随时间t的变化的图线如下图所示，则下列说法正确的是（ ）
A、t1时刻通过线圈的磁通量为零
B、t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
D、每当i变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都最大
4、家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，其电阻率随温度变化的规律如下图所示，由于这种特性，它具有温控功能，能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态，对于PTC元件在电饭煲中的作用，以下说法正确的是（ ）
A、通电后功率先增大，后减小
B、通电后功率先减小，后增大
C、当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1不变
D、当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2之间
的某一数值不变
5、图甲所示为一列简谐波在t=20s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是：
A．V=25cm/s,向左传播；
B．V=50cm/s,向左传播；
C．V=25cm/s,向右传播；
D．V=50cm/s,向右传播。
6、A、B两球沿着一条直线发生正碰，如下图所示的s-t图中a b分别记录了A、B两球碰撞前的位移图线，c为碰撞后共同运动的位移图线，已知 ,mB=1kg则由图可知（ ）
A、A、B碰前的总动量为-3·m/s
B、相碰时A对B所施冲量大小为3N·s
C、碰撞中的A的动量变化为3·m/s
D、碰撞中损失的能量为6.75J
第16课时 图象问题参考答案
祁东二中 撰稿 匡清平 审查 肖立志
热身训练 1.C 2.BC 3.ABCD
讲练平台
例1、答案．B　 质点P在零时刻一定沿y轴负方向运动，只有这样才能满足题给条件，所以波沿x轴负方向传播．T＝0.4s．　　＝10m/s，答案应选B
例2、答案 B 当线框A开始进入磁场中时，线框右边切割磁感线，用右手定则判断在线框中产生逆时针方向电流，再由左手定则确定线圈框A受到水平向左的作用力，故力F为负值，由于线框恒定，感应电动势不变，感应电流不变，磁场力F为定值。
当A完全进入磁场中，无感应电流不受磁场力，F=0。
当A从磁场穿出时，左侧边切割磁感线，用右手定则判断在线框中产生顺时针方向电流，再依据左手定则，F方向水平向左，同样为负值，且大小不变，所以B正确。
例3。解析：由题意知，当单摆共振时频率f=0.5Hz,即,振幅A=8cm=0.08m.
由得
根据机械能守恒定律可得：
解得
例4 解析：（1）由题意可知，9s末发动机灭火，探测器只受重力作用，故它在这一阶段的加速度即为该行星表面的重力加速度.由图线的斜率可知 g=64/16=4(m/s2) （2）在0~9s内，探测器受到竖直向上的推力F和竖直向下的重力G。
由图线的斜率可知这一阶段的加速度 a=64/9(m/s2) 由牛顿第二定律 F－mg=ma 得 F=m(g+a)=20000(N)
达成测试：答案 1、A 2、A 3、D
4、AD 5、 B 6、 ABCD
0
1
2
3
0
5
10
15
V
0
0.2
0.4
0.6
0
1
2
3
A
图13-2
图13-1
R1 R2
图13-3
图13-5
V
A
0.60
P/W
R/Ω
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0.55
0.65
0.70
0.85
0.80
0.75
图13-4
V
A
R0
E，r
图13-4
图13-6
L
K
R1
R2
E
图13-7
I/A
U/V
0 20 40 60 80 100
0.80
0.60
0.40
0.20
图13-8
M N
M
N
M N
M
图13-9
A B C
图13-10
图13-11
0.20
0
1.00
U/V
I/A
1.50
图13-11
图13-12
μA
mA
图13-13
图13-14
图13-15
图13-16
图4
θ
图3
图1
图2
图7
图5
图6
图8
图12
图11
图10
图9
图14
图15
图16
B
D
v
t
o
v0
v
t
o
v0
v
t
o
v0
v
t
o
v0
A
C
t/s
v/m/s
v0
v1
t1
O
o
A/cm
f/Hz
0.25
0.5
0.75
8
4
图甲
x/cm
y/cm
0.2
0
50
100
150
200
P
t/s
y/cm
0.2
0
1
2
3
4
5
图乙
PAGE
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