单位文秘网 2021-07-23 08:17:23 点击: 次
中图分类号:G4 文献标识码:A文章编号:1008—925X(2012)O9—0317—01
一、综合题的特点
从综合题的组成结构看有这样的几个特点:一是参与物多,尤其对情景中或联系生产、科研和生活实际的一些物理问题,要求学生能具体问题进行具体分析,建立合理的物理模型。其二、由于参与物多,必然导致相互作用复杂,尤其是弹力和摩擦力分析比较难。其三、复杂的相互作用又造成物理状态难以确定,对一些临界状态、隐含状态更是如此。其四、由于物理状态难以确定、相互作用复杂,导致物理过程难分解。
二、解题策略
解决复杂问题的基本思维方法是分析和综合法,分析方法就是把复杂问题分解为若干个有机的组成部分或要素,然后分别加以考察和研究。分析方法的关键在“分”,变整体为部分,变复杂为简单,化难为易。综合方法就是在前面分析的基础上,把研究对象的各个部分、方面和因素联合起来加以研究,寻找他们的联系,弄清他们之间的相互作用和影响,然后再加以概括和提炼。从而在整体上把握事物的本质和规律,并应用物理知识和数学方法对问题进行综合解决。综合的关键在于“合”一句话,综合方法边分离为统一,变局部为整体。
本人经过多年的高三物理教学研究总结出“六个分析,一综合”是解决综合题的有效策略。解题从审题开始,通过题目给出的文字、图象、图片重点了解参与物,明确研究对象及其所处的物理环境。提取描述研究对象的物理状态,相互作用、物理过程、相互关系的关键信息,读题、看图、画图三结合,为具体分析做好准备。
1、对象分析:参与客体分为 研究系统和外界,外界是指系统之外的一切与系统有相互作用的物体。对于相互作用的物体系统,可优先考虑选择整体法,然后考虑隔离法,对于陌生的研究系统可考虑等效法,类比法或理想化方法转化为熟悉的模型。对连接体可考虑割补法、微元法等建立模型。
2、状态分析:因为任何物理事件的发生都有一个起点,所以,研究对象的初始状态分析应当首当其中(分析参照物、时刻、位置、速度、动量、能量等)。初始状态确定后,还应注意分析中间态和终态。状态分析要特别注意临界状态、极值状态、不定状态等隐含状态的分析,并掌握常见的临界条件和极值条件,掌握相应的分析方法,如假设法、极限法等。
3、作用分析:进行状态分析的同时,要对研究对象进行受力分析,不仅要弄清受力者,还要弄清施力者,有的题目受力分析的难点是施力者情况较为复杂,并画出受力图,分析合力是恒力还是变力,如果是变力还要分析变化趋势如何。
4、过程分析:牛顿力学告诉我们,只要知道物体的初始状态和受力情况,就可以确定物体的运动情况,即初速度和合外力决定物体的运动过程,这正是牛顿力学的魅力之一。学生应熟练掌握根据初速度、合外力及其夹角确定单一物理过程的类型,并确定第一过程的末状态。第一过程的末状态就是第二过程的初始状态,以此类推可分解单体递进多过程,注意不要忽视瞬时过程,如碰撞过程。对于往复过程、循环过程要注意分析一个周期的运动情况。画过程图,由运动情况可以推理物体受力情况或由物体的受力情况可以反推运动情况。
5、关系分析:主要分析运动物体之间的时间关系、空间关系、速度关系、加速度关系、动量关系和能量关系等。并能根据具体情景列出相应的关系式。
6、规律分析:高三学生首先要在教师的引导下,对物理规律进行系统分类,形成系统的知识结构。要明确每个物理规律的特点、成立条件、使用方法和注意事项。一般来说,典型过程用相应的物理规律和运动学公式列式;非典型过程用动能定理、守恒规律和运动的分解法,并判断可否全程列式:研究某一时刻(或某一位置)的动力学问题应使用牛顿第二定律;研究某一过程的动力学问题,若问题受恒力作用,且又直接涉及物体运动过程中的加速度问题,应采用牛顿第二定律和运动学公式求解;对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间的质点问题,无论是恒力做功,还是变力做功,一般应用动能定理求解;如果系统内只有重力和弹簧的弹力等保守力做功,系统外力不做功,又不涉及运动过程中的加速度和时间问题,可考虑用机械能守恒定律求解;对于碰撞、爆炸、反冲一类问题,对于有相互作用的系统问题,应首先考虑动量守恒定律求解。
例如:在原子核物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模类似,两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D,在它们继续向左右的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后,A球球与挡板P发生碰撞,碰后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连,过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已A、B、C三球的质量均为m。
(1)求弹簧长度刚被锁定后A球的速度
(2)求在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
经过以上六个分析后,综合六个分析结果列式,规范求解如下:
(1)设C球与B球粘连成D时,D的速度为v1,由动量守恒,有: mv0=(m+m)v1 ①
当弹簧压至最短时,D与A的速度相等,高此速度为v2,由动量守恒,有:2mv1=3mv2 ②
由①、②两式得A的速度 v2=■v0③
(2)设弹簧长度被锁定后,贮存在弹簧中的势能为E,由能量守恒,有:■×2mv12=■×3mv22+Ep ④
撞击P后,A与D的动能都为零,解除锁定,当弹簧刚恢复到自然长度时,势能全部转变成D的动能,设D的速度为v3,则有: Ep=■(2m)v32⑤
以后弹簧伸长,A球离开挡板P,并获得速度,当A、D的速度相等时,弹簧伸至最长,设此时的速度为v4,由动量守恒,有:mv3=3mv4⑥
当弹簧伸到最长时,其势能最大,设此势能为Ep捰衉×2m32=×3m42+EP′ ⑦
解以上各式得EP′=mv02⑧
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