寧鵬程
一、思想方法
高考物理試題以能力測(cè)試為主導(dǎo),通過(guò)知識(shí)載體考查學(xué)生的能力,進(jìn)而選拔優(yōu)秀人才,高考物理試題新變化層出不窮,但試題中蘊(yùn)含的思想方法相對(duì)穩(wěn)定,下面舉例分析.
1.對(duì)稱(chēng)法
對(duì)稱(chēng)性就是事物在變化時(shí)存在的某種不變性.自然界和自然科學(xué)中,普遍存在著優(yōu)美和諧的對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象.物理學(xué)中對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象比比皆是,對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)、對(duì)稱(chēng)的電路、對(duì)稱(chēng)的物和像等等.一般情況下對(duì)稱(chēng)表現(xiàn)為研究對(duì)象在結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱(chēng)性、物理過(guò)程在時(shí)間上和空間上的對(duì)稱(chēng)性、物理量在分布上的對(duì)稱(chēng)性及作用效果的對(duì)稱(chēng)性等等.
例1(2015年高考理綜山東卷第18題) 直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖1所示.M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為( ).
A.3kQ4a2,沿y軸正向
B.3kQ4a2,沿y軸負(fù)向
C.5kQ4a2,沿y軸正向
D.5kQ4a2,沿y軸負(fù)向
答案:B
解析因正電荷Q在O點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零,則根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理可得:兩負(fù)電荷在G點(diǎn)形成的電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)的大小為E1=kQa2,方向沿y軸正向;根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得:兩負(fù)電荷在G點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與在H點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,則:兩負(fù)電荷在H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)的大小為E2=kQa2,方向沿y軸負(fù)向;若將該正電荷移到G點(diǎn),則該正電荷在H點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為E3=kQ(2a)2,方向沿y軸正向.若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小E4=E2-E3=kQa2-kQ4a2=3kQ4a2,方向沿y軸正向,答案B正確.
2.圖象法
所謂圖象法,就是利用圖象本身的數(shù)學(xué)特征所反映的物理意義解決物理問(wèn)題(根據(jù)物理圖象判斷物理過(guò)程、狀態(tài)、物理量之間的函數(shù)關(guān)系和求某些物理量),由物理量之間的函數(shù)關(guān)系或物理規(guī)律畫(huà)出物理圖象,并靈活利用圖象來(lái)解決物理問(wèn)題.
例2(2015年高考物理上海卷第19題)一顆子彈以水平速度v0穿透一塊在光滑水平面上迎面滑來(lái)的木塊后,二者運(yùn)動(dòng)方向均不變.設(shè)子彈與木塊間相互作用力恒定,木塊最后速度為v,則( ).
A.v0越大,v越大 B.v0越小,v越大
C.子彈質(zhì)量越大,v越大 D.木塊質(zhì)量越小,v越大
答案:A、C
解析設(shè)木塊的長(zhǎng)度為L(zhǎng),木塊的質(zhì)量為m1,子彈的質(zhì)量為m2,子彈與木塊間相互作用力的大小為F,子彈從射入木塊到穿出木塊的過(guò)程中,木塊的位移的大小為s1,子彈的位移的大小為s2,如圖2所示,由幾何關(guān)系可得:s1+s2=L (L為定值),由牛頓第二定律可得:對(duì)木塊:F=m1a1,對(duì)子彈:F=m2a2,如
圖3所示,CD段表示v0未增大時(shí)子彈的v-t圖象, MG段表示v0未增大時(shí)木塊的v-t圖象,梯形CDFO的“面積” 的大小表示v0未增大時(shí)子彈的位移的大小,梯形MGFO的“面積” 的大小表示v0未增大時(shí)木塊的位移的大小,則梯
形MGDC的“面積” 的大小等于L;AB段表示v0增大后子彈的v-t圖象,MN段表示v0增大后木塊的v-t圖象,梯形ABEO的“面積” 的大小表示v0增大后子彈的位移的大小,梯形MNEO的“面積” 的大小表示v0增大后木塊的位移的大小,則梯形MNPC的“面積” 的大小等于L;由圖可得:v1>v2,(其中v1為v0增大后木塊最后速度,v2為v0未增大時(shí)木塊最后速度,)即:v0越大,v越大,答案A正確;子彈質(zhì)量越大,子彈的加速度越小,木塊質(zhì)量越小,木塊的加速度越大,同理畫(huà)圖象可得:答案C正確,答案B和D都是錯(cuò)誤的.綜合上面分析可得:本題答案選A、C.
3.類(lèi)比法
類(lèi)比法是根據(jù)兩類(lèi)不同的物理過(guò)程,找出相同或相似點(diǎn),從而推出它們之間在其它方面相似的科學(xué)方法.是立足于已有物理現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步發(fā)展物理認(rèn)識(shí)的有效試探方法.在物理與研究中具有啟發(fā)思路,舉一反三,觸類(lèi)旁通的作用.
例題見(jiàn)二中的例10.
4.假設(shè)法
假設(shè)法就是根據(jù)題目中的已知條件或結(jié)論做出某種假設(shè),然后進(jìn)行一番推導(dǎo),推出“假設(shè)成立或假設(shè)不成立”的結(jié)論,從而找出正確的答案.利用假設(shè)法處理某些物理題,往往能夠突破思維障礙,柳暗花明,找出新的解題途徑.
例3(2015年高考物理上海卷第25題)如圖4所示,兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b平行放置,a、b中的電流強(qiáng)度分別為I和2I,此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力為F,若以該磁場(chǎng)力的方向?yàn)檎瑒tb受到的磁場(chǎng)力為.當(dāng)在a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線c后,a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?F,則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力為
.
答案:-F-3F或5F
解析兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b平行放置,a、b中的電流強(qiáng)度分別為I和2I,此時(shí)a受到的磁場(chǎng)力為F,若以該磁場(chǎng)力的方向?yàn)檎?,根?jù)牛頓第三定律可得:b受到的磁場(chǎng)力為-F.由安培定則可判斷:b的左側(cè)磁場(chǎng)垂直于紙面向外,由左手定則可得:a受到的安培力水平向右,即規(guī)定水平向右為正方向.當(dāng)在a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線c后,不妨假設(shè)流過(guò)c的電流方向豎直向上,由安培定則可得:c的左側(cè)磁場(chǎng)垂直于紙面向外,c的右側(cè)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得:c在a和b處的磁感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等,設(shè)為B,由左手定則可得:c對(duì)a的磁場(chǎng)力水平向右,c對(duì)b的磁場(chǎng)力水平向左,對(duì)a由力的合成知識(shí)可得:2F=F+BIL,對(duì)b由力的合成知識(shí)可得:此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力為F′=-F-2BIL=-3F;不妨假設(shè)流過(guò)c的電流方向豎直向下,由安培定則可得:c的左側(cè)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,c的右側(cè)磁場(chǎng)垂直于紙面向外,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得:c在a和b處的磁感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等,設(shè)為B,由左手定則可得:c對(duì)a的磁場(chǎng)力水平向左,c對(duì)b的磁場(chǎng)力水平向右,對(duì)a由力的合成知識(shí)可得:2F=BIL-F,3F=BIL,6F=2BIL,對(duì)b由力的合成知識(shí)可得:此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力為F′=-F+2BIL=6F-F=5F.
點(diǎn)撥假設(shè)法相當(dāng)于在不違背原題所給的條件的前提下,額外給題目增加一個(gè)條件或減少一個(gè)條件,以使原題方便求解.利用假設(shè)法,能化難為易,化繁為簡(jiǎn).
二、隱含條件
高考物理試題對(duì)考生而言,突破的難點(diǎn)不僅在于某些綜合命題中物理過(guò)程的復(fù)雜多變,而且在于各類(lèi)檔次試題中物理?xiàng)l件的隱蔽難尋,如何挖掘隱含條件,下面
舉例說(shuō)明,以期對(duì)學(xué)生有所幫助.
1.隱含在題給的物理現(xiàn)象中
題設(shè)的條件中必然反映若干物理現(xiàn)象,這些現(xiàn)象本身就包含了解題所需的已知條件.深刻領(lǐng)會(huì)物理現(xiàn)象的含義、產(chǎn)生原因和條件是獲取已知條件的關(guān)鍵.例:“物體處于平衡狀態(tài)”表示物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng);物體的加速度為零,物體的合力為零…….
圖5例4(2015年高考理綜浙江卷第19題)如圖5所示為賽車(chē)場(chǎng)的一個(gè)水平“U”形彎道,轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓,內(nèi)外半徑分別為r和2r.一輛質(zhì)量為m的賽車(chē)通過(guò)AB線經(jīng)彎道到達(dá)A′B′線,有如圖所示的①②③三條路線,其中路線③是以O(shè)′為圓心的半圓,OO′=r.賽車(chē)沿圓弧路線行駛時(shí),路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax.選擇路線,賽車(chē)以不打滑的最大速率通過(guò)彎道(所選路線內(nèi)賽車(chē)速率不變,發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大),則( ).
A.選擇路線①,賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程最短
B.選擇路線②,賽車(chē)的速率最小
C.選擇路線③,賽車(chē)所用時(shí)間最短
D.①②③三條路線的圓弧上,賽車(chē)的向心加速度大小相等
答案:ACD
解析選擇路線①,賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程為πr+2r,選擇路線②,賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程為2πr+r,選擇路線③,賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程為2πr,答案A正確;選擇路線,由于賽車(chē)以不打滑的最大速率通過(guò)彎道,所以此時(shí)賽車(chē)所受到的最大靜摩擦力提供賽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,設(shè)選擇路線①時(shí),賽車(chē)的速度為
v1,選擇路線②和③時(shí),賽車(chē)的速度為v2,則:Fmax=mv21r(=ma1),F(xiàn)max=mv222r(=ma2=ma3),進(jìn)一步可得:v2=2v1,a1=a2=a3,答案B錯(cuò)誤,答案D正確;選擇路線①,賽車(chē)所用時(shí)間為t1=πr+2rv1,選擇路線②,賽車(chē)經(jīng)過(guò)的路程為t2=2πr+2rv2=2πr+2r2v1=2πr+2rv1,選擇路線③,賽車(chē)所用時(shí)間為t3=2πrv2=2πr2v1=2πrv1,即選擇路線③,賽車(chē)所用時(shí)間最短,答案C正確.綜合上面分析可得:本題答案選ACD.
點(diǎn)撥本題中“選擇路線,賽車(chē)以不打滑的最大速率通過(guò)彎道,所選路線內(nèi)賽車(chē)速率不變”這句話的意思是:選擇路線后賽車(chē)始終以通過(guò)彎道的最大速率運(yùn)動(dòng);當(dāng)賽車(chē)以通過(guò)彎道的最大速率運(yùn)動(dòng),恰好賽車(chē)所受到的最大靜摩擦力提供賽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,發(fā)現(xiàn)這些隱含條件,本題就好解決了.
2.隱含在物理過(guò)程中
一些題的隱含條件隱藏在物理過(guò)程中,通過(guò)對(duì)物理過(guò)程的分析會(huì)突然柳暗花明…….
例5(2015年高考理綜新課標(biāo)卷Ⅰ第8題).如圖6所示,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平.一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度 處由靜止開(kāi)始下落,恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道.質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小.用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.則( ).
A.W=mgR/2,質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)
B.W>mgR/2,質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)
C.W=mgR/2,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離
D.W 解析在最低點(diǎn)N,對(duì)質(zhì)點(diǎn)由牛頓第二定律得:N-mg=mv2R,由題意和牛頓第三定律可得:N=4mg,mv22=32mgR,由動(dòng)能定理可得:2mgR-W=mv22-0,解得:W=mgR/2;由動(dòng)能定理可得:在半圓軌道的高度相等的兩位置,右側(cè)位置的速度小于左側(cè)位置的速度,由牛頓第二定律可得:軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力右側(cè)位置小于左側(cè)位置的,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的滑動(dòng)摩擦力右側(cè)位置小于左側(cè)位置的,即質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到Q點(diǎn)克服摩擦力做的功W′小于質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)到N點(diǎn)克服摩擦力做的功W,即W′ mv21/2-mv2/2,可得:v1>0,即質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離.綜合上面分析:本題答案選C. 點(diǎn)撥本題的隱含條件是:在半圓軌道的高度相等的兩位置,右側(cè)位置的速度小于左側(cè)位置的速度,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力右側(cè)位置小于左側(cè)位置的,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的滑動(dòng)摩擦力右側(cè)位置小于左側(cè)位置的,質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到Q點(diǎn)克服摩擦力做的功W′小于質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)到N點(diǎn)克服摩擦力做的功W. 例6(2015年高考物理江蘇卷第8題).如圖7所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長(zhǎng).圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A;彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)( ). A.下滑過(guò)程中,加速度一直減小 B.下滑過(guò)程中,克服摩擦力做功為mv2/4 C.在C處,彈簧的彈性勢(shì)能為 mv2/4-mgh D.上滑經(jīng)過(guò)B的速度大于下滑經(jīng)過(guò)B的速度 解析由題意可得:圓環(huán)從A到B做加速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)有豎直向下的加速度;從B到C做減速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)有豎直向上的加速度,圓環(huán)在B處的速度最大,圓環(huán)在B處的加速度為零,答案A錯(cuò)誤;由于圓環(huán)上滑和下滑經(jīng)過(guò)同一位置時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量不變,彈簧對(duì)圓環(huán)的彈力不變,彈簧對(duì)圓環(huán)的彈力在水平方向的分力不變,圓環(huán)在水平方向的合力為零,桿對(duì)圓環(huán)的彈力N不變,由f=μN(yùn)可得:桿對(duì)圓環(huán)的滑動(dòng)摩擦力f大小不變,所以圓環(huán)從A到C和從C到A的過(guò)程彈簧的彈力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值W1相等,圓環(huán)從A到C和從C到A的過(guò)程滑動(dòng)摩擦力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值W2相等.從A到C對(duì)圓環(huán)由動(dòng)能定理得:mgh-W1-W2=0,從C到A對(duì)圓環(huán)由動(dòng)能定理得:W1-mgh-W2=0-mv2/2,可解得:W2=mv2/4,即下滑過(guò)程中,克服摩擦力做功為mv2/4,答案B正確;可解得:W1=mgh-mv2/4,由彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢(shì)能的變化關(guān)系可得:在C處,彈簧的彈性勢(shì)能為mgh-mv2/4,答案C錯(cuò)誤;設(shè)圓環(huán)上滑經(jīng)過(guò)B的速度的大小為v1,圓環(huán)下滑經(jīng)過(guò)B的速度的大小為v2,圓環(huán)從B到C和從C到B的過(guò)程彈簧的彈力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值相等,設(shè)為W3,圓環(huán)從B到C和從C到B的過(guò)程滑動(dòng)摩擦力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值相等,設(shè)為W4,從B到C對(duì)圓環(huán)由動(dòng)能定理得:mghBC-W3-W4=0-12mv21,從C到A對(duì)圓環(huán)由動(dòng)能定理得:W3-mghBC-W4=12mv22-12mv2,可得:12mv2-2W4=12mv22-12mv21,由于2W4<2W2=12mv2,所以12mv22-12mv21>0,進(jìn)一步可得:v2>v1,即圓環(huán)上滑經(jīng)過(guò)B的速度大于下滑經(jīng)過(guò)B的速度,答案D正確.綜合上
面分析可得:本題答案選B、D.
點(diǎn)撥本題的隱含條件是:“圓環(huán)從A到C和從C到A的過(guò)程彈簧的彈力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值W1相等,圓環(huán)從A到C和從C到A的過(guò)程滑動(dòng)摩擦力對(duì)圓環(huán)做功的絕對(duì)值W2相等.”發(fā)現(xiàn)這個(gè)隱含條件,本題不難解決.
3.隱含在臨界狀態(tài)中
當(dāng)物體由一種運(yùn)動(dòng)(或現(xiàn)象、性質(zhì))轉(zhuǎn)變成另一種運(yùn)動(dòng)(或現(xiàn)象、性質(zhì))時(shí),包含著量變到質(zhì)變的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程隱含著物體的臨界狀態(tài)及其臨界條件,需通過(guò)分析、推理來(lái)挖掘.
例7(2015年高考理綜山東卷第16題) 如圖8所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑.已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.A與B的質(zhì)量之比為().
A.1μ1μ2 B.1-μ1μ2μ1μ2
C.1+μ1μ2μ1μ2 D.2+μ1μ2μ1μ2
解析設(shè)水平力的大小為F,B剛好不下滑,B受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大靜摩擦力,此時(shí)對(duì)B由物體的平衡條件可得:F=NAB,fAB=mBg,又fAB=μ1NAB,進(jìn)一步可得:mBg=μ1F;A恰好不滑動(dòng),A受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大靜摩擦力,此時(shí)對(duì)B由物體的平衡條件可得:F=fA,N=(mA+mB)g,又fA=μ2N,進(jìn)一步可得:F=μ2(mA+mB)g,進(jìn)一步可得:A與B的質(zhì)量之比為mAmB=1-μ1μ2μ1μ2,答案B正確.
點(diǎn)撥A不滑動(dòng),B不下滑的臨界條件為A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑,此時(shí)A受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大靜摩擦力,B受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大靜摩擦力,發(fā)現(xiàn)這些隱含條件本題不難解決.
4.隱含在題設(shè)附圖中和表格中
許多物理試題的部分條件常隱含于題設(shè)圖形中表格中及圖形的幾何性質(zhì)中,需考生通過(guò)觀察、分析予以挖掘和發(fā)現(xiàn).圖9
例8(2015年高考理綜天津卷第8題)P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圖9中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周?chē)臻g各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示P1、P2周?chē)腶與r2的反比關(guān)系,它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同,則().
A.P1的平均密度比P2的大
B.P1的第一宇宙速度比P2的小
C.s1的向心加速度比s2的大
D.s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大
解析由于a為行星對(duì)周?chē)臻g各處物體的引力產(chǎn)生的加速度,r為物體到行星中心的距離,由牛頓第二定律可得:GMmr2=ma,解得:a=GMr2,由于r大于或等于行星的半徑,由于a-r2圖象左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同,所以P1、P2這兩顆行星的半徑相同,不妨都設(shè)為R;由圖象可得:P1的質(zhì)量M1大于P2的質(zhì)量M2,即M1>M2;由于P1的平均密度為ρ1=GM143πR3,P2的平均密度為ρ2=GM243πR3,所以P1的平均密度比P2的大,答案A正確;由于P1的第一宇宙速度v1為在P1的表面附近圍繞P1做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的線速度,所以v1=GM1R,同理可得:P2的第一宇宙速度為v2=GM2R,P1的第一宇宙速度比P2的大,答案B錯(cuò)誤;設(shè)衛(wèi)星s1、s2距各自表面的距離為h,s1的向心加速度a1=GM1(R+h)2,s2的向心加速度a2=GM2(R+h)2,s1的向心加速度比s2的大,答案C正確;由GMmr2=mr4π2T2可得:s1的公轉(zhuǎn)周期T1=2π(R+h)3GM1,s2的公轉(zhuǎn)周期T2=2π(R+h)3GM1, s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的小,答案D錯(cuò)誤.綜合上面分析可得:本題答案選AC.
點(diǎn)撥本題由圖象左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同,發(fā)現(xiàn) 、 這兩顆行星的半徑相同,從而把問(wèn)題解決.另外也要關(guān)注圖象的斜率、截距等等,它們往往也幫助我們發(fā)現(xiàn)隱含條件.
5.隱含于常識(shí)中
許多物理試題某些條件由于是人們的常識(shí)而沒(méi)有在題中給出,造成所求量與條件之間一種比較隱蔽的關(guān)系,需考生據(jù)題意多角度分析,展開(kāi)聯(lián)想,深刻挖掘,根據(jù)一些常識(shí),提取或假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù),以彌補(bǔ)題中已知條件中的不足進(jìn)而達(dá)到解題目的.
例9(2015年高考理綜山東卷第15題).如圖10所示,拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和與月球連線上,處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動(dòng).據(jù)此,科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站,使其與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng).以a1、a2分別表示該空間站與月球向心加速度的大小,a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小.以下判斷正確的是( ).
A.a2>a3>a1B.a2>a1>a3
C.a3>a1>a2D.a3>a2>a1
解析由于空間站與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng),由a=4π2rT2得:a2>a1,所以答案C錯(cuò)誤; 月球和地球同步衛(wèi)星都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由GMmr2=mr4π2T2得:T=2πr3GM,又月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為30天,地球同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為1天,地球同步衛(wèi)星繞地球的軌道半徑大于月球繞地球的軌道半徑,由a=GMr2得:a3>a2,答案A和B都是錯(cuò)誤的,D正確.
點(diǎn)撥本題的常識(shí)性隱含條件為:月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為30天,地球同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為1天,發(fā)現(xiàn)這個(gè)隱含條件,本題便迎刃而解.
6.通過(guò)類(lèi)比轉(zhuǎn)化,尋找隱含條件
平時(shí)我們做的典型物理題要進(jìn)行反復(fù)推敲、歸納整理、抓住問(wèn)題的本質(zhì),這樣時(shí)間久了,我們就能熟能生巧、舉一反三.在碰到新題時(shí)我們就能夠鎮(zhèn)定自如,把知識(shí)遷移,幫助我們尋找隱含條件.
例10(2015年高考理綜山東卷第19題) 如圖11甲,R0為定值電阻,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi).左端連接在一周期為T(mén)0的正弦交流電源上,經(jīng)二極管整流后,通過(guò)R0的電流i始終向左,其大小按圖11乙所示規(guī)律變化.規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí),a、b間的電壓uab為正,下列uab-t圖象可能正確的是( ).
解析我們知道線圈圍繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈產(chǎn)生正弦交流電(或余弦交流電),當(dāng)線圈和磁場(chǎng)垂直時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量最大,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,線圈的磁通量變化率為零,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零;當(dāng)線圈和磁場(chǎng)平行時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,線圈的磁通量變化率最大,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大;在0-0.25T0時(shí)間內(nèi),通過(guò)外圓環(huán)的電流為順時(shí)針且增強(qiáng),且在0.25T0時(shí)刻電流最大,外圓環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直于紙面向里且增強(qiáng),穿過(guò)內(nèi)圓環(huán)的磁通量增大且在0.25T0時(shí)刻磁通量最大,由楞次定律可得:流過(guò)內(nèi)圓環(huán)的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较蚯以?.25T0時(shí)刻感應(yīng)電流為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,由于在電源的內(nèi)部電流的方向從電源的負(fù)極流向正極,所以在0-0.25T0時(shí)間內(nèi),內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端且在0.25T0時(shí)刻uab=0,由于只有A和C答案中在0.25T0時(shí)刻uab=0,所以答案B和D都是錯(cuò)誤的;由圖11乙可得:流過(guò)外圓環(huán)的電流具有周期性,即在0-0.5T0時(shí)間內(nèi)和在0.5T0-T0時(shí)間內(nèi)流過(guò)外圓環(huán)的電流的情況相同,同理可得:在0-0.5T0時(shí)間內(nèi)和在0.5T0-T0時(shí)間內(nèi)uab隨時(shí)間的變化情況相同,答案A錯(cuò)誤,答案C正確.綜合上面分析可得本題答案選C.
點(diǎn)撥本題通過(guò)類(lèi)比“線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí),線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零.”得到:在0.25T0時(shí)刻uab=0,再結(jié)合流過(guò)外圓環(huán)的電流具有周期性,本題便迎刃而解.本題也給同學(xué)們這樣的啟示:平時(shí)要注意積累,注意知識(shí)的遷移,抓問(wèn)題的本質(zhì),這樣時(shí)間久了,就能夠大大提高自己的解題能力.
(收稿日期:2015-07-10)