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例谈用动力学和能量观点解决多过程问题及备考建议.doc
例谈用动力学和能量观点解决多过程问题及备考建议
功能关系和能量守恒定律是高考物理的必考内容,多对象、多过程问题一直都是高考的重难点和热点,具有非常强的综合性,题目类型以计算题为主,大部分试题都与牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动知识及电磁学知识相联系,试题过程复杂、灵活性强、难度较大.本文通过对下面的一个典例分析将动力学和能量观点解决多过程问题程序化、具体化,并结合高考命题的指导思想与原则:“注重能力考查,体现课改理念,力求平稳推进,有利于科学选拔人才”提出了几点相关建议,望能提高此类题复习备考的效率.
1 典例分析
例题 如图1所示,质量为m=1 kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑,圆弧轨道与质量为M=2 kg的足够长的小车左端在最低点O点相切,并在O点滑上小车,水平地面光滑,当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞.碰撞前物块和小车已经相对静止,而小车可继续向右运动(物块始终在小车上),小车运动过程中和圆弧无相互作用.已知圆弧半径R=1.0 m,圆弧对应的圆心角θ为53°,A点距水平面的高度h=0.8 m, 物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.试求:
(1)小物块离开A点的水平初速度 ;
(2)小物块经过O点时对轨道的压力;
(3)第一次碰撞后直至静止,物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间.
审题和解题流程如下:
第一步:审题干,抓关键信息
关键点获取信息
①小物块平抛运动到B点的速度方向恰好沿圆弧轨道在B点的切线方向
②小物块与Q碰撞后以碰前的速度大小被弹回
第二步:审设问,找问题的突破口
要求物块相对小车的位移→求物块相对小车滑动过程产生的内能→物块和小车的最终状态为静止状态→内能为第一次碰后物块和小车的总动能(突破口).
第三步:三定位,将解题过程步骤化
一定研究对象:①做平??运动和圆周运动的小物块为研究对象;②相对滑行的物块和小车的系统为研究对象.二定过程分析:①小物块从A点开始做平??运动,从B点到O点做圆周运动;②第一次碰撞后物块和小车相对滑行,最终都处于静止状态,小车分阶段向右做匀减速运动.三定运动规律:①小物块平抛至B点的速度在水平方向的分速度为v1,由B→O过程中机械能守恒,可求小物块在O点的速度v0,再运用牛顿第二定律可求小物块对O点的压力;②系统产生的摩擦热为小物块与Q相碰时系统的动能,小车向右减速的加速度是恒定的.
第四步:求规范,步骤严谨不失分
教学启示:功能关系是分析、解决物理学问题的重要方法,历年高考试卷中的综合问题均与功和能的相关知识有关,试题区分度明显,体现高考的选拔功能,如2015年全国课标卷Ⅱ理综卷第25题考查了牛顿运动定律和运动学知识的综合运用,是典型的动力学多过程问题,要求考生有较高的用相关数学知识处理物理问题的能力.涉及此类多过程问题时,重要是像典例分析中一样先从题干获取信息、整合信息、应用信息、弄清时空关系,再利用程序示意图将头脑中形成的物理图景记录下来,把复杂的过程简单化,把解题思路程序化.
2 相关备考建议
2.1 注重基础,培养学生对知识的迁移能力和综合能力
从近几年的全国各地高考物理试题来看,较好地体现了教育部提倡的加强对“教材知识”的理解,杜绝题型式学习的新课程教学理念,注重对物理知识理解的深刻程度和对知识与题目的“再加工”,如2011年安徽高考理综卷第17题是根据新课标人教版高中物理教材必修2第24页内容改编的多过程问题,能较好地对曲线运动、向心加速度等知识点进行考查,再如2014年四川理综物理卷第3题情景来源于日常生活,考查考生对折射率、全反射等基本概念、基本规律的认识和理解,试题在考查基础知识的同时,更注重考查考生分析综合的能力.这种考查思想将会在以后的高考中进一步得到落实,并且将深远的影响以后的高考. 高考试题与我们平时所做传统试题主要存在客观性(背景来源于真实的问题情景)、隐蔽性(试题提供的信息少,问题与条件的联系不明确)、挑战性(条件与目标距离较大)、不适应性(学生对该类试题感到不适应,特别是抽象、概括、归纳、建模的能力低,导致试题得分率一般较低)等不同点.所以在高考备考过程中,要加深对基本概念、基本规律、基本知识的认识和理解,注重知识点与知识点之间的灵活运用,尽量避免去刷某类题型,或者寻求某类题型的万能解法. 教师在进行高三总复习编选习题时应该遵循题目的科学性、目的性、典型性、拓展性等原则,命题要正确导向、应全面诊断、能发
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