高考物理动态问题分析..docVIP

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. ●难点展台 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 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.（★★★★）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 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？ 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 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示数变化.仅从表现凭直觉作出判断：R3↓↑,R总↓,↓. 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，故读数减小，选项A正确. ［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