借助知识结构图构建解决物理综合问题的基本思路

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1、 借助知识结构图构建解借助知识结构图构建解决物理综合问题的基本思路决物理综合问题的基本思路 布鲁纳认为o 学一门课程，关键看他是否掌握这门课程的基本结构。因为知识具有层次结构，即知识之间联系，学习知识就是要学习知识之间是怎样关联的。知识间的联系搞清，能简化信息，产生新命题。o高中物理教学大多数时间都高中物理教学大多数时间都是以章节为单位进行的。所是以章节为单位进行的。所以学生在解决综合问题时遇以学生在解决综合问题时遇到了真正的困难是无法直接到了真正的困难是无法直接找到解决问题的策略。找到解决问题的策略。有一种借助形象手段的方法可以帮助你利用知识结构图利用知识结构图像指挥员指挥作战那样，进行图上

2、作业，像指挥员指挥作战那样，进行图上作业，使得思维条理清晰，又防止遗漏。使得思维条理清晰，又防止遗漏。力力运 动运 动状 态状 态的 变的 变化化力的定义力的定义力的种类力的种类 力的力的矢量矢量 性性力的积累力的积累动量守恒动量守恒机械能守恒机械能守恒运动描述运动描述运动合成分解运动合成分解曲线运动曲线运动简谐运动简谐运动机械波机械波力的瞬力的瞬时作用时作用效果效果力的力的时间时间积累积累效果效果运运动动的的种种类类判判据据力 的 空力 的 空间 积 累间 积 累效 果效 果动动能定能定理理.doc.doc直 线 运直 线 运动动.doc.doc直直线运动线运动电场电场磁场磁场 电动势电动势

3、交流电路交流电路直流电路直流电路 麦氏理论麦氏理论具体操作具体操作o 1、根据问题确定研究对象的受力和运动情、根据问题确定研究对象的受力和运动情况。况。o 2、在知识结构图中圈出所涉及受力的规律、在知识结构图中圈出所涉及受力的规律和运动的规律。和运动的规律。o 3、形象展示题目的物理情景寻找本题特定、形象展示题目的物理情景寻找本题特定的条件的条件o 4、根据问题和已知条件择解决问题的具体、根据问题和已知条件择解决问题的具体规律和数学方法规律和数学方法o例题例题1：（：（2006全国高考全国高考卷：卷：24题）题）一水平的浅色长传送带上放置一煤块一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤

4、块与传送带之间的（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为动摩擦因数为。初始时，传送带与煤。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度速度a0 开始运动，当其速度达到开始运动，当其速度达到v0 后，后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，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。求此黑色煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。痕迹的长度。（1）运动模型的分析：）运动模型的分析：o因为传送带初速度为因为传送带初速度为0，加速度，加速度a0恒定，所以

5、传送带做匀变速直恒定，所以传送带做匀变速直线运动线运动o因为煤块初速度为因为煤块初速度为0，在水平方，在水平方向仅受滑动摩擦力的作用，加速向仅受滑动摩擦力的作用，加速度恒定，所以煤块也做加速度为度恒定，所以煤块也做加速度为a2的匀变速直线运动的匀变速直线运动a2v0v v0s01v=0v=0a0a2a2=0v0v=v0s2s02s01直直线线运运动动曲线曲线匀速匀速非匀变速非匀变速匀变速匀变速重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力电场力电场力磁场力磁场力力力分分类类力的合成与力的合成与分解分解atvvt02021attvsasvvt2202tsvvvvtt2022aTsvtKEW PI 机械能守恒机械能

6、守恒动量守恒动量守恒tvamFo 解法一：选择利运动学公式和牛顿定律来解解法一：选择利运动学公式和牛顿定律来解o 传送带加速度的时间传送带加速度的时间o 传送带加速阶段的位移为传送带加速阶段的位移为oo 煤块加速度的时间为煤块加速度的时间为o 煤块加速阶段的位移为煤块加速阶段的位移为o 传送带匀速运动的位移传送带匀速运动的位移o 由此可得黑色痕迹的长度由此可得黑色痕迹的长度o001avt0200201220avavsgvt02gvgvs22020202020201203)(avgvttvs0202023122avgvssso 例题例题2：（：（2006四川）如图所示，在足够大的四川）如图所示，

7、在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度强度B1.57T。小球。小球1带正电，其电量与质量带正电，其电量与质量之比之比q1/m14C/kg，所受重力与电场力的大，所受重力与电场力的大小相等；小球小相等；小球2不带电，静止放置于固定的水不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上。小球平悬空支架上。小球1向右以向右以v023.59m/s的的水平速度与小球水平速度与小球2正碰，碰后经过正碰，碰后经过0.75s再次相再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，碰。设碰撞前后两小球

8、带电情况不发生改变，且始终保持在同一竖直平面内。（取且始终保持在同一竖直平面内。（取g10m/s2）问：）问：o（1）电场强度）电场强度E的大小是多少？的大小是多少？o（2）两小球的质量之比）两小球的质量之比m2/m1是多少？是多少？v012EB（1）运动模型分析：）运动模型分析：o因为带正电的小球因为带正电的小球1所受重力和电场力的所受重力和电场力的合力为零，小球在运动时的合外力由磁场力合力为零，小球在运动时的合外力由磁场力决定，所以小球决定，所以小球1在复合场中做匀速圆周运动。在复合场中做匀速圆周运动。o小球小球2在碰撞后的瞬间具有向右的水平速在碰撞后的瞬间具有向右的水平速度，又因为仅受重

9、力作用，所以小球在复合度，又因为仅受重力作用，所以小球在复合场中做平抛运动。场中做平抛运动。o 在碰撞过程中，因为在水平方向两个小球都在碰撞过程中，因为在水平方向两个小球都不受力，所以两个小球的碰撞满足动量守恒不受力，所以两个小球的碰撞满足动量守恒的条件。的条件。（2）在知识结构图中选择解题）在知识结构图中选择解题策略策略tvamF重力重力直线直线曲线曲线匀速匀速非匀变速非匀变速匀变速匀变速atvvt02021attvsasvvt2202tsvvvvtt2022aTs 弹力弹力摩擦力摩擦力电场力电场力磁场力磁场力力力分分类类力的合成与力的合成与分解分解vtKEWPI机械能守恒机械能守恒动 量

10、守动 量 守恒恒平抛平抛圆周圆周gtv,vvyx00vgttan2021gty,tvx02 vgttanrfTrtsv22fTt22rTrrva22224tvamF重力重力直线直线曲线曲线匀速匀速非匀变速非匀变速匀变速匀变速atvvt02021attvsasvvt2202tsvvvvtt2022aTs 弹力弹力摩擦力摩擦力电场力电场力磁场力磁场力力力分分类类力的合成与力的合成与分解分解vtKEWPI机械能守恒机械能守恒动 量 守动 量 守恒恒平抛平抛圆周圆周gtv,vvyx00vgttan2021gty,tvx02 vgttanrfTrtsv22fTt22rTrrva22224力力的的积积累累

11、功功冲量冲量功率功率o首先在结构图中找到运动模型的规首先在结构图中找到运动模型的规律将其圈出。律将其圈出。o其次找到解决力和运动模型的规律。其次找到解决力和运动模型的规律。平抛运动、圆周运动都涉及加速度，平抛运动、圆周运动都涉及加速度，所以要通过牛顿定律来解决。因为所以要通过牛顿定律来解决。因为两球分别在做圆周运动和平抛运动两球分别在做圆周运动和平抛运动之前，所以碰撞是联系平抛和圆周之前，所以碰撞是联系平抛和圆周运动的桥梁。运动的桥梁。o（1）根据小球）根据小球1的受力有的受力有o（2）碰撞后小球）碰撞后小球1做圆周运动，所以有做圆周运动，所以有Eqgm11N/C5.211qgmE121111

12、RvmBvqo 可知小球可知小球1只能逆时针旋转，才能在只能逆时针旋转，才能在 与小球与小球2再次相碰再次相碰，碰撞后小球碰撞后小球2做平抛运动做平抛运动s1221111BqmvRT43175.0TtT432121gtRhv1v2ORhtvRL21两小球在碰撞中遵循动量守恒，规定水平向右为正方向两小球在碰撞中遵循动量守恒，规定水平向右为正方向 o 由以上各式解得由以上各式解得221101vmvmvm1121012vvvmm（卷）一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌

13、布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？(以g表示重力加速度)ABaABaa2x2vt0v1tx1x2aa1t：x1xl/2 （卷）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在

14、泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h（如图2）。已知m1.0103kg，M2.0103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小。自由下落相互作用v1v2V桩下移17中子内有一个电荷量为 的上夸克和两个电荷量为 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图1所示。图2给出的四 幅图中，能正确表示 出各夸克所受静电作 用力的是1_e3-2_e3+rrr1201201_e3-1_e3-2_e3+2e3_+1e3_-1e3_-F1F2F32e3_+

15、1e3_-1e3_-F1F2F32e3_+1e3_-1e3_-F1F2F32e3_+1e3_-1e3_-2e3_+1e3_-1e3_-F1F2F3ABCD 24(18分)图中a1 b1 c1 d1和a2 b2 c2 d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1 b1段与a2 b2段是竖直的，距离为l1；c1 d1段与c2 d2段也是竖直的，距离为 l2。x1 y1与x2 y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两 杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金

16、属杆x1 y1上的竖直向上 的恒力。已知两杆运动到图示位置 时，已匀速向上运动，求此时作用 于两杆的重力的功率的大小和回路 电阻上的热功率。(04理综丙理综丙)a1a2b1c1d1b2d2x1y1x2y2c2F15(15分分)如图，在水平面上有两条平行导电导轨如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为，导轨间距离为l匀强磁场垂直于导轨所在的匀强磁场垂直于导轨所在的平面平面(纸面纸面)向里，磁感应强度的大小为向里，磁感应强度的大小为B.两根金属两根金属杆杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分为阻分为m1、m2和和R1、R2两杆与导

17、轨接触良好，与两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数皆为导轨间的动摩擦因数皆为.已知：杆已知：杆1被外力拖动，被外力拖动，以恒定的速度以恒定的速度v0沿导轨运动；达到稳定状态时，杆沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动导轨的电阻可忽也以恒定速度沿导轨运动导轨的电阻可忽 略求此时杆略求此时杆2克服摩擦力克服摩擦力 做功的功率做功的功率(04广东物理广东物理)MNQPv01218（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r00.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强

18、度B与时间t的关系为Bkt，比例系数k0.020T/s，一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在 t6.0s时金属杆 所受的安培力。03江苏物理江苏物理(02说明44题)太阳现正处于主序星演化阶段太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由它主要是由电子和电子和 11H、42 He等原子核组成等原子核组成.维持太阳辐维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是核反应方程是2e+411 H 42 He+释放的核能释放的核能,这些核能最后转这些核能最

19、后转化为辐射能化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论根据目前关于恒星演化的理论,若由若由于聚变反应而使太阳中的于聚变反应而使太阳中的11 H 核数目从现有数减核数目从现有数减少少10%,太阳将离开主序星阶段而转人红巨星太阳将离开主序星阶段而转人红巨星的演化阶段的演化阶段.为了简化为了简化,假定目前太阳全部由电子假定目前太阳全部由电子和和11 H核组成核组成.(1)为了研究太阳演化进程为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量需知道目前太阳的质量M.已知地球半径已知地球半径 R=6.4106m,地球质量地球质量 m=6.01024 kg,日地中心的距离日地中心的距离 r=1.51011m,地球表

20、面处的重力加速度地球表面处的重力加速度g=10m/s2,1年约为年约为3.2107秒秒.估算目前太估算目前太阳的质量阳的质量M.(2)已知质子质量已知质子质量mp=1.672610-27 kg,He质量质量m=6.645810-27 kg,电子电子质量质量me=0.910-30 kg,光速光速c=3108 m/s.求每发生一次题中所述的求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能核聚变反应所释放的核能.(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上上,每秒通过的太阳辐射能每秒通过的太阳辐射能w=1.35103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字估算结果只要求一位有效数字.)16(16分)某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星试问，春分那天(太阳光直射赤道)在日落后12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，不考虑大气对光的折射(04广东物理)