高考物理重点难点22 物理动态问题分析
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高考物理重点难点22 物理动态问题分析

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资料简介
高考物理重点难点22  物理动态问题分析 描述物理现象的各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系,当其中某个物理量变化时,其他物理量也将按照物理规律发生变化,许多命题以此设计情景要求对这种变化进行分析、讨论,即物理动态问题.该类问题集中考查考生慎密的逻辑推理能力和综合分析能力,是历届高考的热点问题和难点问题. ●难点磁场 1.(★★★★)一点光源S放在平面镜前,平面镜不动,如图22-1所示,S以速度 v沿OS方向向左平移,则光源S在镜中的像将 图22-1 A.以速率2v平行于OS向右运动 B.以速率v垂直于OS向下运动 C.以速率v沿与镜面垂直的方向向S运动 D.以速率v向O点运动 2.(★★★★)(2002全国理综)在如图22-2所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中a端移动时 A.I变大,U变小       图22-2 B.I变大,U变大 C.I变小,U变大       D.I变小,U变小 ●案例探究 [例1](★★★)如图22-3所示,质量为m的球放在倾角为θ的光滑斜面上,试分析挡板AO与斜面间的倾角α多大时,AO所受压力最小? 图22-3 命题意图:考查分析推理能力及运用数学知识处理物理问题的能力.B级要求. 错解分析:部分考生不进行推理凭主观臆断,得出挡板处于竖直状态所受压力最小的错误结论.还有部分考生思维不灵活,不采用“图解法”而采用“正交分解法”,陷入繁琐的计算和推理,往往由于计算过程出错,导致错误结果. 解题方法与技巧:以球为研究对象,球所受重力mg产生的效果有两个:对斜面产生了压力FN1,对挡板产生了压力FN2,根据重力产生的效果将重力分解,如图22-3所示,当挡板与斜面的夹角α由图示位置变化时,FN1大小改变,但方向不变,始终与斜面垂直;FN2的大小、方向均改变(图22-3中画出的一系列虚线表示变化的FN2).由图可看出,当FN2与FN1垂直即α=90°时,挡板AO所受压力最小,最小压力FN2min=mgsinθ. [例2](★★★★)如图22-4所示,当滑动变阻器滑动触点向b移动时 A.电压表的读数增大,电流表的读数减小 B.电压表和电流表的读数都增大 C.电压表和电流表的读数都减小 图22-4 D.电压表的读数减小,电流表的读数增大 命题意图:考查推理能力及综合分析能力.B级要求. 错解分析:不能从电路局部阻值的变化推理至整体电路电流及路端电压变化.进而根据欧姆定律判断VA示数变化.仅从表现凭直觉作出判断:R3↓A↑,R总↓,V↓. 解题方法与技巧:先分析由于滑动触点b移动时,所引起的一系列相关量的变化:滑动触点向b移动:R3增大,R2与R3并联电阻R23= 增大,故外电路总电阻R外=R1+R23增大,由闭合电路欧姆定律知电路总电流I总= 减小,路端电压U端=E-I总r增大;所以V读数增大. I总减小,R1两端电压U1=I总R1减小,故R3、R2两端电压U23=U端-U1增大,通过R2的电流I2= 增大,由并联电路特点知:通过R3电流:I3=I总-I2减小,故A读数减小,选项A正确. 图22-5 [例3](★★★★★)如图22-5所示,在电场强度E=5 N/C的匀强电场和磁感应强度B=2 T的匀强磁场中,沿平行于电场、垂直于磁场方向放一长绝缘杆,杆上套一个质量为m=10-4 kg,带电量q=2×10-4  C的小球,小球与杆间的动摩擦因数μ=0.2,小球从静止开始沿杆运动的加速度和速度各怎样变化? 命题意图:考查综合分析及推理能力,B级要求. 错解分析:考生往往不能沿各物理量先后的变化顺序理顺各量制约关系,或者找不到物理过程中的突变点(即临界状态)无法将过程分段逐段分析推理,列出方程. 解题方法与技巧:带电小球在竖直方向上受力平衡,开始沿水平方向运动的瞬间加速度: a1= =8 m/s2 小球开始运动后加速度: a2=[qE-μ(mg-qvB)]/m,由于小球做加速运动,洛伦兹力F磁增大,摩擦力Ff逐渐减小,当mg=F磁时,Ff =0,加速度最大,其最大值为:a3= =10 m/s2. 随着速度v的增大,F磁>mg,杆对球的弹力N改变方向,又有摩擦力作用,其加速度:a4=[qE-μ(qvB-mg)]/m.可见Ff随v的增大而增大,a4逐渐减小.当Ff=F电时,加速度a5=0,此时速度最大,此后做匀速运动. 由qE=μ(qvB-mg)解得v=15 m/s. 结论:小球沿杆运动的加速度由8 m/s2逐渐增大到10 m/s2,接着又逐渐减小到零,最后以15 m/s的速度做匀速运动. ●锦囊妙计 物理动态命题能够突出考查考生综合分析、严密推理、灵活运用所学知识解决实际问题的综合能力,充分暴露考生思维的深刻性、全面性等品质,是高考突出能力考查的命题设计方向之一.突破该类命题的关键在于首先区分出变量和不变量,挖掘变量间的相互依赖相互制约关系;其次通过统筹分析,依据物理规律判断预测变量的变化趋势,进而找出解题思路. 一般来讲,(1)对于静力学动态问题(例1),宜采用“矢量图解法”,将某一力据其作用效果分解,构建示意图,将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来,达到简洁迅速的判断目的.(2)对于直流电路动态问题(例2),宜采用“结构分析法”,沿“局部→整体→局部”的思维路径,先分析局部电阻变化,根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化,再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况,进而得出结论.(3)对于动力学类动态问题(例3)及成像类动态问题宜采用“逐段分析法”及“临界分析法”.其基本思路为:①深入分析物理过程;②挖掘物理过程中的临界状态及临界条件,将过程分为不同阶段;③明确不同阶段的变化量与不变量;④结合物理规律依物理量的变化先后进行逻辑推理或计算,得出结论. ●歼灭难点训练 1.(★★★)如图22-6所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中 图22-6 A.小球对木板的正压力逐渐增大 B.小球对墙的压力逐渐减小 C.小球对木板的正压力对轴O的力矩逐渐减小 D.木板对小球的弹力不可能小于小球的重力 2.(★★★★)如图22-7所示,已知L1、L2是完全相同的两灯泡,试分析当滑线变阻器的滑动触头P从最上端A向下滑动时,电流表A电压表V的示数变化及两灯的明暗变化情况. 图22-7 3.(★★★★★)如图22-8所示,水平传送带AB=5 m,以v=4 m/s匀速运 动,一小物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2. 图22-8 (1)将小物体轻轻放于A点,求物体从A点沿传送带到B点所用时间t. (2)若小物体以水平向右初速度v0=4.4 m/s冲上A点,求t. (3)若小物体以水平向左初速度v0=3 m/s冲上B点,它能否被传到A点?若能,求从B点到A点的时间.若不能,它能否返回B点?若能,求它返回B点的时间. (4)若小物体以水平向左的速度v0=4.4 m/s冲上B点呢? 图22-9 4.(★★★★★)如图22-9所示,正交的电磁场方向均在水平方向上,电场强度为E,磁感应强度为B,质量为m、带电量为q的小球与水平桌面间的动摩擦因数为μ,已知qE >μmg,当小球由静止释放后,求小球的最大速度?(桌面绝缘且足够大). 5.(★★★★★)焦距为f的凸透镜,主轴和水平的x轴重合,x轴上一光点位于透镜的左侧,光点到透镜的距离大于f而小于2f,若将此透境沿x轴向右平移2f的距离,则在此过程中,光点经透镜所成的像将 A.一直向右移动 B.一直向左移动 C.先向左移动,接着向右移动 D.先向右移动,接着向左移动                       参考答案 [难点磁场] 1.D 2.D [歼灭难点训练] 1.BCD 2.A示数先减小后增大,V先增大后减小,L1一直变暗,L2一直变亮. 3.(1)2.25 s (2)1.24 s (3)不能传到A点;能返回B点,t=3 s (4)t=4.41 s 4.提示:由能量守恒定律有:qEvmt-μ(qvmB+mg)vmt=0 vm= - 5.C

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