紧扣题眼 优化物理解题

2021-05-30 10:44梁秀梅
数理化解题研究·高中版 2021年12期
关键词:体验高中物理解题

摘 要:高中物理解题中应注重认真审题,提炼有用信息,紧扣试题题眼,积极联系所学,巧妙的破题.为使学生能够尽快的识别、紧扣题眼顺利的解题,应注重做好解题的示范,使学生在解题中少走弯路,提高解题效率.

关键词:高中物理;体验;优化;解题

中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)34-0101-02

收稿日期:2021-09-05

作者简介:梁秀梅(1974.6-),女,广西平果人,本科,中学一级教师,从事高中物理教学研究.

“题眼”是解答高中物理习题的关键,其中习题中的“刚好”、“恰好”以及与运动相关的描述都属于题眼.教学中应在明确“题眼”的基础上积极联系所学,结合题干中的参数列出相关的物理方程顺利解题.

一、受力分析问题

图1如图1为竖直插销的侧视图,其中A可水平向右移动,B竖直移动将插销启动.其中两者接触面和水平方向成45°角,摩擦因數为μ,忽略槽和A、B间的摩擦.若B的质量为m,则启动插销加在A上水平力F的最小值为().

A.mg1+μB.mg1-μ

C.(1+μ)mg1-μD.(1-μ)mg1+μ

该题属于受力分析类问题,“题眼”有:“水平向右移动”、“竖直向上移动”、“45°角”、“最小值”.其中“水平向右移动”、“竖直向上移动”有助于理清物体运动状态,“45°角”是列物理方程的关键参数.“最小值”属于临界,是列物理方程的关键.把握这些题眼,运用受力分析知识,选取不同的研究对象,不难解答.

插销启动,F最小的临界条件为B刚好受力平衡.以B为研究对象,在竖直方向上由mg+fcos45°=FABsin45°;以A为研究对象,在水平方向上由FBAcos45°+fsin45°=F,f=μFAB=μFBA,联立得到F=(1+μ)mg1-μ,选择C项.

二、平抛运动问题

网球运动深受人们的喜爱.如图2在体育课上某位学生在边界A处正上方的B点将网球水平向右击出,刚好过往网C的上边缘落在D点,忽略空气阻力,若AB=h1,网高h2=5h19,AC=x,重力加速度为g,则().

图2

A.落点D距离网的水平距离为x3B.网球的初速度大小为xgh1

C.若击球速度不足20h127,则无论球的初速度多大,均不可能落在对方界内

D.保持击球高度不变,求的初速度v0只要不大于x2gh1h1,一定落在对方界内

该题考查学生灵活运用平抛运动知识解决实际问题的能力.该题的“题眼”有:“边界的正上方”、“刚好”、“边缘”以及给出的各类参数.解题时需要联系所学合理的选取运动过程,借助对应的物理方程构建不同参数之间的关系.

由平抛运动规律可得:h1=12gt12,h1-h2=12gt22,x+xCD=v0t1,x=v0t2,联立解得xCD=12x,v0=x9g8h1,t1=2h1g,t2=8h19g,A、B两项均错.若球刚好接触网和压界,设击球高度为h′,则h′=12gt′21,h′-h2=12gt′22,2x=v0t′1,x=v0t′2,解得h′=20h127,C项正确.击球高度不变,要想落在对方界内,则平抛的最大速度vmax=2xt1=x2gh1h1,最小速度为vmin=xt2=3x2gh14h1,D项错误.

三、行星运动问题

如图3,质点a的质量为m1,质点b的质量为m2,两者在星球C的万有引力作用下在同一平面逆时针做匀速圆周运动,两者的周期之比为1:8,轨道半径分别为ra,rb,从图中位置在b运动的一周的过程中().

图3

A.a、b轨道的半径之比为1∶4

B.a、b距离最近的次数为8次

C.a、b距离最远的次数为9次

D.b、c共线次数为16次

该题主要考查运用开普勒定律解题的灵活性.该题的“题眼”有:“同一平面”、“匀速圆周运动”、“周期之比”、“b运动一周”以及给出的各选项.其中通过各选项给出的提示,联系行星追及问题可结合a、b运动的时间差构建对应的方程.

由开勒第三定律可得r3a/T2a=r3b/Tb2,而Ta/Tb=1∶8,代入得到ra/rb=1/4,A项正确.设间隔t时a、b相距最近,则(2π/Ta-2π/Tb)t=2π,则t=TaTb/(Ta-Tb)=Tb/7,则最近次数n=Tb/t=7,B项错误.当a、b共线时,设运动的时间为t′,则(2π/Ta-2π/Tb)t′=π,则t′=TaTb/2(Ta-Tb)=Tb/14,则共线次数n′=Tb/t′=14,其中7次最近,7次最远.CD两项错误.选择A项.

四、功能问题

如图4,一物块从M点沿倾图4角为θ的斜面向下运动,达到水平面上的N点时的速度为刚好为v(过斜面和水平面接触点无能量损失).物块和斜面、水平面的摩擦因数相等.将斜面的倾角调大,其中点K为斜面和MN连线的交点,Q点等高于M点,则物块().

A.由Q点静止释放,到达N点的速度等于v

B.由Q点静止释放,到达N点的速度小于v

C.由K点静止释放,到达N点的速度等于v

D.由K点静止释放,到达N点的速度小于v

该题考查动能定理知识,难度较大.该题的“题眼”有:“倾角为θ的斜面”、“刚好”、“无能量损失”、“摩擦因数相等”、“倾角调大”、“等高”以及给出的图示.解题在抓住这些“题眼”的同时,需要具备灵活的思维,根据题干创设的情境合理的设出相关的参数.

刚开始时,设物块和水平面之间的高度为h,物块和斜面、水平面的动摩擦因数为μ,在水平面上的位移为s水,由动能定理可得:mgh-μmgcosθ·hsinθ-μmgs水=12mv2.当从Q点释放时cosθ/sinθ变小,则由上述公式可知达到N点的速度大于v.设MN连线的长为L,其与水平面的夹角为α,物块从M点运动到N点时,在斜面上摩擦力做的功和在斜面投影的水平面上做的功相等,由动能定理得到mgLsinα-μmgLcosα=12mv2,L(mgsinα-μmgcosα)=12mv2,由K静止释放时,α不变,L减小,因此,到达N点的速度小于v.综上选择D项.

高中物理习题情境复杂多变,其中“题眼”是解题的关键.教学中应注重相关理论知识的讲解,使学生掌握常见物理情境中的“题眼”,并能具体问题具体分析,准确的识别“题眼”.同时,结合具体教学进度优选精讲相关例题,展示应用“题眼”破题的相关细节以及注意事项,灵活运用所学的几何知识搞清楚相关参数之间的关系,积极联系所学相关的物理规律,保证列出物理方程的正确性.

参考文献:

[1]马璟华.高中物理教学如何培养学生的解题能力[J].高考,2021(06):21-22.

[2]蒋会明.高中物理习题隐含条件挖掘方法之我见[J].数理化解题研究,2021(16):73-74.

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[4]黄强.谈“题眼”在高中物理解题中的作用[J].中学生数理化(学习研究),2019(04):56.

[5]沈锐.三个环节突破高中物理解题难点[J].中学物理教学参考,2016,45(04):29-30.

[责任编辑:李 璟]

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