2015届高考物理二轮复习综合讲与练:专题八 三大题型的解题方略(含2014高考题) 联系客服

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理现象、物理过程)的变化趋势。基本确定研究对象所对应的物理模型。

(3)选读——挖条件

通过对关键词语(如“缓慢”、“匀速”、“足够长”、“至少”、“至多”、“刚好”、“最大”、“最小”、接触面“粗糙(或光滑)”、物体是“导体(或绝缘体)”、物体与弹簧“连接(或接触)”、电池“计内阻(或不计内阻)”等)的理解(如“刚好不相撞”表示物体最终速度相等或者接触时速度相等;“刚好不滑动”表示静摩擦力达到最大静摩擦力;“绳端物体刚好通过最高点”表示绳子拉力为零,仅由重力提供向心力;“粒子刚好飞出(或飞不出)磁场”表示粒子的运动轨迹与磁场的边界相切等)挖条件。

2〃注意思维的模式化 (1)选对象,建模型

①通过对整个题目的情景把握,根据整体法与隔离法选取研究对象; ②采用抽象、概括或类比等效的方法建立相应的物理模型或物理运动模型,并对其进行全面的受力分析和运动分析。

(2)多阶段,分过程

①根据问题的需要和研究对象的不同,将问题涉及的物理过程,按照时间和空间的发展顺序,合理地分解为几个彼此相对独立又相互联系的阶段;

②通过各阶段的联系综合起来解决问题,从而使问题化整为零、各个击破。 (3)用规律,列方程

在对物理状态和物理过程深刻把握的基础上,寻找题设条件与所求未知物理量的联系,从力的观点或能量的观点等知识与方法,根据物理规律(如牛顿第二定律、能的转化与守恒等)列出方程求解。

3〃强化答题的规范化 (1)文字说明必要必有

①物理量要用题中的符号,涉及题中没有明确指出的物理量或符号,一定要用假设的方式进行说明;

②题目中的一些隐含条件或临界条件分析出来后,要加以说明; ③要指明正方向、零位置;

④列方程前,对谁在什么过程(或什么状态)用到什么规律,要简要说明。 (2)分步列式,联立求解

做综合大题一定要树立“重视过程,分步解答”的解题观,因为高考阅卷实行按步给分,每一步的关键方程都是得分点。以下几个技巧可有助于大题尽量多得分:

①方程中字母要与题目吻合,同一字母物理意义要唯一,出现同类物理量,要用不同上下标区分;

②列纯字母方程。方程全部采用物理量符号和常用字母;

③列原始方程。列出与原始规律公式相对应的具体形式,而不是移项变形后的公式; ④依次列方程。不要写连等式或综合式子,否则会“一招不慎满盘皆输”;根据题目及解析特点,明确每个方程后面是否标注①②。

(3)结果表述,准确到位

①题中要求解的物理量应有明确的答案(尽量写在显眼处); ②待求量是矢量的必须说明其方向;

③用字母表示的答案中不能含有未知量和中间量。凡是题中没有给出的都是未知量,不能随便把g取值代入用字母表示的答案中,用字母表示的答案不能写单位;

④若在解答过程中进行了研究对象转换,则必须交代转换依据,如“根据牛顿第三定律”。

类型一 应用型计算题 应用型计算题的特点是以实际问题立意,真实全面地模拟现实,解答时注意以下三点:

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(1)审题时应从试题设置的各种现象情景中建立并抽象出理想模型及理想的物理过程。注意挖掘一些结合点的关键信息。

(2)思维模式化有助于解决过程比较复杂的问题。当审完题后,没有解题思路时,按思维模板做一般会有很大收获。

(3)答题时应“设未知,列分式,明结果”,确保不因不规范而失分。

1

(20分)(2014·枣庄模拟)如图所示,AB为半径R=0.8 m的光滑圆弧轨道,下端[例1]4

B恰与小车右端平滑对接。小车的质量M=3 kg、长度L=2.16 m,其上表面距地面的高度h=0.2 m。现有质量m=1 kg的小滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车,当小车与滑块达到共同速度时,小车被地面装置锁定。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,取g=10 m/s2。试求:

(1)滑块经过B端时,轨道对它支持力的大小; (2)小车被锁定时,其右端到轨道B端的距离;

(3)小车被锁定后,滑块继续沿小车上表面滑动。请判断:滑块能否从小车的左端滑出小车?若不能,请计算小车被锁定后由于摩擦而产生的内能是多少?若能,请计算滑块的落地点离小车左端的水平距离。

第一步:审题规范化 题设条件 获取信息 光滑圆弧轨道 滑块沿圆轨道下滑时只有重力做功 无初速度释放 小滑块在A点的速度为零 小车与滑块达到共同速度时,小车被滑块以后相对小车滑动的初速度为小车与滑块的共同速度 锁定 第二步:思维规范化 滑块的运动可分为四个不同的阶段:①沿圆轨道下滑;②与小车相对滑动到小车锁定;③小车锁定后滑块滑动;④滑块做平抛运动。滑块在圆弧轨道的B点,支持力与重力的合力提供向心力,此时的速度为滑块到小车的初速度,滑块与小车达到共同速度后能否滑出小车需通过计算做出判断,可求出滑块到小车左端的速度,若大于零,则能滑出。

第三步:答题规范化

(1)设滑块经过B端时的速度为v1,由机械能守恒定律得

1mgR=mv2(1分)

21

设滑块经过B端时,轨道对滑块的支持力为N,由牛顿第二定律得

v21N-mg=m(1分)

R

解得v1=4 m/s,N=30 N(1分)

(2)从向左为正方向,当滑块滑上小车后,设滑块和小车的加速度分别为a1、a2,由牛顿第二定律得

对滑块-μmg=ma1(1分) 对小车μmg=Ma2(1分)

设滑块和小车经过时间t1达到共同速度,其速度分别为v2、v3,根据运动学公式有 v2=v1+a1t1,v3=a2t1,v2=v3(2分) 解得t1=1 s,v2=v3=1 m/s(1分)

设此时小车右端到轨道B端的距离为x1,根据运动学公式有

12x1=a2t1(1分)

2

22

解得x1=0.5 m(1分)

(3)设滑块和小车达到共同速度时,滑块前进的距离为x2,根据运动学公式有

12

x2=v1t1+a1t1(1分)

2

解得x2=2.5 m(1分)

此时,滑块沿小车上表面滑动的距离设为Δx1,由几何关系得 Δx1=x2-x1=2 m(1分) 小车被锁定后,假设滑块能从小车左端滑出,滑块又沿小车上表面滑行的距离设为Δx2,由几何关系得

Δx2=L-Δx1=0.16 m(1分)

设滑块滑至小车左端时的速度为v4,由动能定理得

112

-μmgΔx2=mv2-mv(1分)

2422

解得滑出的速度大小v4=0.2 m/s(1分) 所以,滑块能从小车左端滑出。(1分)

滑块滑出小车后做平抛运动,设滑块从滑出小车到落地经历的时间为t2,落地点距小车左端的水平距离为x3,由平抛运动规律得

1h=gt2(1分) 22

x3=v4t2(1分)

联立解得x3=0.04 m(1分)

[答案] (1)30 N (2)0.5 m (3)能从左端滑出 0.04 m [针对训练]

1.(2014·新课标全国卷Ⅱ)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录。取重力加速度的大小g=10 m/s2。

(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的v -t图像如图所示。若该运动员和所带装备

的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字)

解析:(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5 km高度处的速度大小为v。根据运动学公式有

v=gt① 1

s=gt2② 2

根据题意有

s=3.9×104 m-1.5×103 m=3.75×104 m③ 联立①②③式得t≈87 s④ v≈8.7×102 m/s⑤

(2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,根据平衡条件有mg=kv2max⑥ 由所给的v -t图像可读出

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vmax≈360 m/s⑦

由⑥⑦式得k≈0.008 kg/m⑧

答案:(1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m 2〃(2014·郑州第二次质量预测)特种兵过山谷的一种方法可简化为如图所示的模型:将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处,细绳上有小滑轮P,战士们相互配合,可沿着细绳滑到对面。开始时,战士甲拉住滑轮,质量为m的战士乙吊在滑轮上,处于静止状态,AP竖直。(不计滑轮与绳的质量,不计滑轮的大小及摩擦,重力加速度为g)

(1)若甲对滑轮的拉力沿水平方向,求拉力的大小?

(2)若甲将滑轮由静止释放,求乙在滑动中速度的最大值(结果可带根式)? 解析:(1)设BP与竖直方向的夹角为θ,由几何关系得 dd+=2d sin θtan θ

434

根据三角函数关系解得sin θ=,cos θ=,tan θ=

553

如图所示,对滑轮受力分析,设细绳拉力的大小为FT,甲对滑轮的拉力为F,由平衡

条件得mg=FT+FTcos θ

F=FTsin θ

mg

解得F= 2

d3

(2)设AP的长度为l,则l==d

tan θ4

经分析可知滑轮在AB中点正下方时有最大速度,设滑轮在最低点时最大速度为v,此

d?2

时滑轮距AB线的高度为h,有h2=d2-??2?

1

由机械能守恒定律得mg(h-l)=mv2

2

解得v=

23-3

gd 2

23-3mg

答案:(1) (2) gd

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3〃(2013·福建高考)如图所示,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0 kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点,地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,不计空气影响,求:

1

解析:(1)小球从A到B机械能守恒,则mgh=mv2①

2B

小球从B到C做平抛运动,则

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