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物理复习中习题教学的两个基本问题. 朱建廉. 南京市 金陵中学. 高三物理复习教学的目标指向. 高考. 在特定的时间内、特定的环境中、解答特定的习题. 高三物理复习教学中的 习题教学 非常重要. 选题. 复习教学中 习题教学 的两个基本问题. 讲题. 选 题. 注意 基础. 注意 典型. 注意 覆盖. 注意 组合. 选题 应. 注意 变化. 注意 系统. ……. 例题. 习题. 考题. 注意基础. 知识. 复习. 高考. 解题. 方法. 用于梳理知识. 两类基本习题. 用于训练方法.
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物理复习中习题教学的两个基本问题 朱建廉 南京市 金陵中学
高三物理复习教学的目标指向 高考 在特定的时间内、特定的环境中、解答特定的习题 高三物理复习教学中的习题教学非常重要 选题 复习教学中习题教学的两个基本问题 讲题
注意基础 注意典型 注意覆盖 注意组合 选题应 注意变化 注意系统 ……
例题 习题 考题 注意基础 知识 复习 高考 解题 方法 用于梳理知识 两类基本习题 用于训练方法
习题1:下列说法中正确的是( ) A、加速度增大,速度一定增大 B、速度变化量越大,加速度就越大 C、物体有加速度,速度就增大 D、物体速度很大,加速度可能为零 习题2:物体沿着直线运动,以速度v1走了 位移s,又以同向的速度v2走了位移s,它在2s 位移中的平均速度为————————;若以v1走了 时间t,又以同向的速度v2走了2t,它在3t时间 内的平均速度为————————。 注意基础 直线运动专题的习题选择
习题3:一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s。在这1s内该物体的 ( ) A、位移的大小可能小于4m B、位移的大小可能大于10m C、加速度的大小可能小于4m/s2 D、加速度的大小可能大于10m/s2 习题4:物体由静止开始沿斜面滑下,做匀加速直线运动,3s末开始在水平地面上做匀减速直线运动,9s末停止,则物体在斜面上的位移和水平面上的位移大小之比是 ( ) A、1∶1 B、1∶2 C、1∶3 D、3∶1
习题6:一个物体以某一速度冲上光滑的斜面,前面4s内的位移是1.6m,随后4s内位移是零,求: (1)物体的初速度的大小; (2)物体的加速度的大小。 习题5:某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1h追上小木块时,发现小木块距离桥有5400m远,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大? 习题7:一个从地面上竖直上抛的物体,它两次经过最高点下方一个比较低的A点的时间间隔为TA,两次经过最高点下方一个比较高的B点的时间间隔为TB,试求AB之间的距离。
习题8:利用打点计时器研究一个约1.4高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如图所示,数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度V平均。可以将V平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度V。 (1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的V-t图线。 (2)AD段的加速度为m/s2,AK段的平均速度为m/s。
产生条件 判断受力与否 根据力的 作用效果 基本特征 注意典型 训练受力分析判据的习题选择
习题1:如图所示,均匀的球静止于墙角,若竖直的墙面是光滑的,而水平的地面是粗糙的,试分析均匀球的受力情况。 习题2:如图所示,物块A、B叠放在水平面上,水平拉力F作用于物块B,使两物块以其沿水平面做匀速直线运动,试分析两物块的受力情况。 A F B
F a FB I V E 注意典型 滑轨启动专题的习题选择 “滑轨启动过程”的循环制约 循环制约 最终状态 趋于稳定
B R v0 1、一根棒,无其他力 习题1:如图所示,光滑水平滑轨处在竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量为m的导体棒以初速度v0向右运动,除了滑轨左端接的电阻R外其余电阻不计,从导体棒开始运动到最终稳定,回路中产生的焦耳热为Q,则 ( ) A、Q与B有关而与R无关 B、Q与B无关而与R有关 C、Q与B和R均无关 D、Q与B和R均有关
R B 2、一根棒,受其他力 习题2:如图所示,竖直平面内的光滑导轨上端接有电阻R,其余电阻均不计,导轨间距为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,质量为m的导体棒与导轨保持良好接触并由静止释放,则其最大速度为多少?
c a B I d b 3、两根棒,无其他力 习题3:如图所示,光滑水平导轨间距为L,电阻不计,处在竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量均为m,电阻均为R的导体棒ab和cd静止于导轨上,若给ab棒一个水平向右的瞬时冲量I,求两导体棒最终的运动速度。
B c a F d b 4、两根棒,受其他力 习题4:如图所示,足够长的水平光滑导轨间距为L,电阻不计,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,质量均为m,电阻均为R的导体棒ab、cd静止于导轨上并与导轨良好接触,今对导体棒ab施加水平向右的恒力F而使之由静止开始运动,是分析两根导体棒的运动情况。
习题1:如图所示,质量为m的物体与水平面间的动摩擦因数为μ,沿与水平面夹θ角的方向对物体施加拉力,则拉力为多大可使物体沿水平面做匀速直线运动? 习题2:如图所示,质量为m的物体与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,对物体施加水平推力,则推力为多大时物体不受摩擦力作用?推力为多大时物体沿斜面做匀速直线运动? F μ m θ F m μ θ 注意覆盖 训练物体平衡条件应用方法的习题选择 正交分解法(平面) 正交分解法(斜面)
习题4:如图所示,均匀、光滑的球被板与斜面所夹,当板与斜面间的夹角由很小的值缓慢增大的过程中,球对斜面和板的弹力大小将如何变化? 习题3:如图所示,轻绳的A端固定在天花板上,B端系一个重力为G的小球,小球静止在固定的光滑的大球球面上。已知AB绳长为L,大球半径为R,天花板到大球顶点的竖直距离AC = d,∠ABO > 900.求绳对小球的拉力和大球对小球的支持力的大小。(小球可视为质点) 几何方法(动态) …………
习题1:如图所示,光滑绝缘水平面上相距L的A、B两点处分别有带电Q和-4Q的小球,将另一带电小球C引入,为使三个小球均静止,则:小球C带何种电?带多少电?放在何处? 习题2:如图所示,相距较远、大小相同的A、B两个导体球分别带电-Q和7Q,取另一个完全相同的不带电的C球,使C球不断与A、B两球依次接触,接触足够多次后,三个小球的带电情况各如何? -Q L 7Q -4Q Q A B A B 注意覆盖 梳理《静电场》知识的习题选择 两个基本定律
F B a b A B O q 0 Q -Q 图1 图2 A 习题3:如图所示,电子沿等量异种点电荷连线的中垂线作匀速直线运动从A点到B点,则电子所受的除电场力以外的另一个力的大小变化情况、方向分别为 ( ) A、先变大后变小,水平相左B、先变大后变小,水平相右C、先变小后变大,水平相左D、先变小后变大,水平相右 习题4:图1中AB是点电荷电场中的电场线,图2则是放在电场线上a、b处的检验电荷所受电场力大小随电荷量的变化图线,则:关于场源电荷带电的性质与所处的位置的下列说法中,可能正确的是( ) A、正电,A点 B、正电,B点C、负电,A点 D、负电,B点 电场力的特性
习题5:如图所示,O为等量同种点电荷连线的中点,P为连线的中垂线上的一点,若以EO、EP分别表示两点处的场强大小,以UO、UP分别表示两点处的电势,则 ( ) A、EO>EP UO>UP B、EO>EP UO<UP C、EO<EP UO<UP D、EO<EP UO>UP 习题6:如图所示,实线为电场线,A、B是电场线上的两点,由此可以判断 ( ) A、该电场一定是匀强电场 B、A点的电势一定比B点低 C、负电荷放在A点时电势能一 定比放在B点时的小 D、负电荷放在B点时所受电场 力方向一定向右 P A B Q Q O 电场能的特性
习题7:如图所示的是匀强电场中的一组等势面,若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm,则电场的场强为————————V/m,若A、B连线上的P点距A点1.5cm,则P点的电势为————————V。 习题8:如图所示,虚线方框内为一匀强电场,电场线平行于方框所在平面,A、B、C是电场中的三点,其电势分别为φA=12V、φB=6V、φC=-6V,试在方框内画出几条电场线。 B A 20V 10V 0V -10V C P 600 C A B D 场强与电势差的关系
习题9:如图所示,水平放置的导体板A、B 相距为h,上板A带有正电,现有质量为m、带有正电q的小球从B板下方H处以初速度v0竖直向上由B板小孔进入两板间,欲使小球恰好打到A板,A、B两板间的电势差应为多大? 习题10:如图所示的是示波管工作原理图:电子经电场加速后垂直射入偏转电场,若加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电场的极板长度与极板间距分别为L和d,取“单位电压引起的偏转距离”描述示波管的灵敏度,则下列那种方法可使灵敏度提高 ( ) A、增大U1 B、增大U2 C、减小L D、减小d A L h d U2 B H v0 U1 带电粒子在电场中运动
习题11:如图所示,光滑、水平导体板上方有一个固定的点电荷,板上带电的绝缘小球获得一初速度后将( ) A、做匀速运动 B、先减速、后加速 C、先加速、后减速 D、带电性质未知,无法确定 习题12:如图所示,水平放置的平行导体板带有等量异种电荷,一带电小球静止于两板间,今使两板间距减小,则小球将 ( ) A、向上运动 B、向下运动 C、仍然静止 D、无法确定 q v0 导体、电容器
S U L 习题13:为研究静电除尘,有人设计了如图所示装置:盒状容器的侧面是绝缘、透明的有机玻璃,上、下底面是面积为A=0.04m2的金属板,间距L=0.05m,当接入U=2500V的高压电源正、负极时,能在两金属板间产生一个匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电荷量为q=+1.0×10-17C,质量为m=2.0×10-15kg,不考虑烟尘颗粒间相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键后 (1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附? (2)除尘过程电场对烟尘颗粒共做多少功? (3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?
习题1:如图所示,物体在与水平面夹θ角的拉力F的作用下,沿水平面做匀速直线运动,则:物体所受摩擦力大小为——————。 习题2:如图所示,物体在与水平面夹θ角的拉力F的作用下,沿水平面做匀速直线运动,则:物体所受摩擦力与拉力的合力方向为 ( ) A、斜向左上方 B、竖直向上 C、斜向右上方 D、无法确定 F F θ θ 注意组合 强化“力与运动关系”的习题选择 其中两个力合力的方向 其中一个力的大小
习题2:如图所示,水平地面s处有一光源,光线竖直向上射到h高处的平面镜M的o点,若平面镜绕o点以角速度ω顺时针匀速转动,则从水平位置转过300角时,地面上的光斑移动速度为多大? 习题1:如图所示,当人拉着绳匀速运动时,小船将作 ( ) A、加速运动 B、匀速运动 C、减速运动 D、无法确定 M o h s 注意组合 关于“物体间运动关系”的习题选择 力学背景 光学背景
注意变化 变例1 变例2 源题 变例3 变化 变例4 ……
F F 图1 C A B D 图2 一类平衡问题及其变例 源题:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球,今在两小球上分别施加大小相等、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图2中的 ( ) 日本东京大学79年入学试题
E 图1 C A B D 图2 变例1:变“施一般力”为“施电场力” 习题1:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球,今使两小球分别带有等量异种电荷,而使整个装置处在水平方向的匀强电场中,则平衡后应该如图2中的 ( )
F θ θ F 图1 C A B D 图2 变例2:变“水平施力”为“倾斜施力” 习题2:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球,今在两小球上分别施加大小相等、方向相反、且与水平线夹角相同的恒力,则平衡后应该如图2中的 ( )
3F F 图1 C A B D 图2 变例3:变“力大小相等”为“力大小不等” 习题3:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量相同的小球,今在两小球上分别施加大小分别为3F和F、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图2中的 ( )
3F 2m F m 图1 C A B D 图2 变例4:变“质量相同”为“质量不同” 习题4:如图1所示,用等长的轻绳悬挂两个质量分别为2m和m小球,今在两小球上分别施加大小分别为3F和F、方向相反的水平恒力,则平衡后应该如图2中的 ( )
m M L 人船模型专题的习题选择 源题:如图所示,质量为M的小船长L,静止于水面,质量为m的人从船左端走到船右端,不计水对船的运动阻力,则这过程中船将移动多远?
m M L 变例1:变“人船模型”为“人车模型” 习题1:如图所示,质量为M,长为L的平板小车静止于光滑水平面上,质量为m的人从车左端走到车右端的过程中,车将后退多远?
M m h 变例2:变“水平运动”为“竖直运动” 习题2:如图所示,总质量为M的气球下端悬着质量为m的人而静止于高度为h的空中,欲使人能沿着绳安全着地,人下方的绳至少应为多长?
m m M 变例3:变“直线运动”为“曲线运动” 习题3:如图所示,质量为M的滑块静止于光滑水平面上,其上有一个半径为R的光滑半球形凹面轨道,今把质量为m且可视为质点的小球自轨道右测与球心等高处静止释放,求滑块向右运动的最大距离。
a A B b 变例4:变“质点模型”为“刚体模型” 习题4:如图所示,质量分别为m和M的斜面体A、B叠放在水平面上,其上、下底面的宽度分别为a、b,若一切摩擦都不计,则从静止释放至斜面体A的左端接触水平面,斜面体B移动的距离为多大?
变例5:变“两体问题”为“多体问题” 习题5:如图所示,质量为M的小船长L,静止于水面,质量为m1和m2的两个人分别站在船左端和船右端,若两人分别走到船的另一端(不计水对船的运动阻力),则这过程中船将移动多远?
L m 变例6:变“通常情况”为“极端情况” 习题6:如图所示,光滑水平杆上套有一个质量可忽略的小环,长L的绳一端系在环上,另一端连着质量为m的小球,今使小球与环等高且将绳拉直,当把小球由静止释放直到小球与环在同一竖直线上,试分析这一过程中小球沿水平方向的移动距离。
注意系统 针对典型模型系统选择习题
两体模型专题的习题选择 “两体模型”:两个物体构成的系统。 “两体问题”:以“两体模型”所经历的物理过程为背景而提出的运动学或动力学问题。 分析与解答“两体问题”的物理规律,通常包括运动学规律、牛顿运动定律及建立在牛顿运动定律基础上的动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律和相应的功能关系。
1、受到外力作用的“两体模型” 注意:规律的选用 由于“两体模型”除了相互作用的恒定内力外,还受到其他的恒定外力作用,使得“两体模型”的总动量发生改变,所以对于以这样的“两体模型”为背景形成的“两体问题”,通常可以选用牛顿运动定律和运动学公式分析求解。
b F h 习题1:如图所示,质量为M=100kg的平板车放在光滑水平面上,车高为h=1.25m,一个质量为m=50kg的可视为质点的物体放在车上,距左端b=1m,物体与平板车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2。今对平板车施加水平向右的恒力F,当车运动的位移为s=2m时,物体恰从车的左端滑离平板车,求物体着地时距平板车左端多远?
L v 习题2:如图所示,质量为M的汽车载着质量为m的木箱以速度v运动,木箱与汽车上表面间的动摩擦因数为μ,木箱与汽车前端挡板相距L,若汽车遇到障碍物制动而静止时,木箱恰好没碰到汽车前端挡板,求: (1)汽车制动时所受路面的阻力大小; (2)汽车制动后运动的时间。
2、滑动摩擦联系的“两体模型” 注意:能量的转化 由于“两体模型”相互作用的内力为滑动摩擦力,而滑动摩擦力做功将会使机械能转化为内能,所以对于以这样的“两体模型”为背景形成的“两体问题”,通常应该在解题过程中注意到能量形式的转化,注意到“滑动摩擦力与相对路程的积等于系统机械能的减少”。
V0 m M 习题3:如图所示,质量为M=4kg的大物体放在光滑水平面上,长度为L=0.9m,质量为m=1kg的小物体放在其右端,两物体间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2,若给小物体一个水平向左的初速度v0,且知小物体与大物体的左壁间的碰撞无机械能损失,则:为使小物体不至从大物体上掉下,小物体的初速度应满足何种条件?
v0 习题4:如图所示,平板车高度为h=1.25m,静止于光滑水平面上,小物块以速度v0=3m/s从平板车左端滑上车,当小物块滑离平板车时,其速度为平板车速度的两倍,若小物块与平板车的质量之比为1:4,其间的动摩擦因数为μ=1/6,取重力加速度g=10m/s2,求 (1)小物块滑离平板车时的速度; (2)小物块着地时距平板车右端多远; (3)平板车有多长。
3、弹簧弹力联系的“两体模型” 注意:状态的把握 由于弹簧的弹力随形变量变化,弹簧弹力联系的“两体模型”一般都是作加速度变化的复杂运动,所以通常需要用“动量关系”和“能量关系”分析求解。复杂的运动过程不容易明确,特殊的状态必须把握:弹簧最长(短)时两体的速度相同;弹簧自由时两体的速度最大(小)。
A B V0 习题5:如图所示,质量为m的小物体B连着轻弹簧静止于光滑水平面上,质量为2m的小物体A以速度v0向右运动,则 (1)当弹簧被压缩到最短时,弹性势能Ep为多大? (2)若小物体B右侧固定一挡板,在小物体A与弹簧分离前使小物体B与挡板发生无机械能损失的碰撞,并在碰撞后立即将挡板撤去,则碰撞前小物体B的速度为多大,方可使弹性势能最大值为2.5Ep?