2016届高考物理二轮细讲课件 专题（8）物理解题中的数学方法（共177页）

2016届高考物理二轮细讲课件 专题（8）物理解题中的数学方法（共177页）内容摘要：

1、专题八热点重点难点专题透析 物理专题八热点重点难点专题透析 物理【思维导图】 专题八热点重点难点专题透析 物理专题八热点重点难点专题透析 物理物理学是应用数学方法最充分、最成功的一门学科。 数学方法为物理学的研究提供了简明精确的科学通用的语言形式 ,从而大大简化和加速了人们的思维过程 , 物理学中的数学方法是物理思维和数学思维高度融合的产物 , 借助数 学方法可使一些复杂的物理问题显示出明显的规律性 , 能达到打通关卡、快速简捷地解决问题的目的。 高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用 , 借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题。 可以说任何物理试题的求解过程实质上都是一个将物理问题 2、转化为数学问题 , 然后经过求解再次还原为物理结论的过程。 专题八热点重点难点专题透析 物理近几年来的高考物理试题对应用数学知识处理物理问题的能力的要求一直居高不下 , 预计 2016 年的高考中对于数学知识运用的考查力度不会削弱。 复习中应加强基本的运算能力的培养 , 同时要注意三角函数的运用 , 对于图象的运用要重视从图象 中获取信息能力的培养与训练。 在解决带电粒子运动的问题时 , 要注意几何知识、参数方程等数学方法的应用。 在解决力学问题时 , 要注意极值法、微元法、数列法、分类讨论法等数学方法的应用。 专题八热点重点难点专题透析 物理【知能诊断】 专题八热点重点难点专题透析 物理甲 1 . 3、 一辆汽车在平直的公路上由静止出发 , v - t 图象如图甲所示 , 已知该汽车在前 4 s 的时间内行驶了 20 m , 则 4 s 末汽车的速度 v 的大小为 ( )。 A. v= 5 m/s B.5 m/s 10 m/s D. v= 10 m/s 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】物体做何种运动 ? 末速度大小范围怎样确定 ? 【解析】若汽车 从静止开始做匀加速直线运动 , 并且在4 s 的时间内行驶 20 m 的位移 , 在图中画出其 v - t 图象如图乙所示 , 那么当图中面积 1 和面积 2 相等时 , 汽车在 4 s 末的速度为 v 1 =2 = 10 m/s。 从图 4、中可知汽车速度小于 10 m/s。 乙 丙 专题八热点重点难点专题透析 物理若汽车做匀速直线运动 , 并且在 4 s 的时间内行驶 20 m ,同理 , 画出其 v - t 图象如图丙所示 , 那么汽车在 4 s 末速度为v 2 = 5 m/s。 从图中可知 , 汽车速度大于 5 m/s。 【答案】 B 专题八热点重点难点专题透析 物理2 . ( 2013 年新课标全国 卷 ) 空间有一圆柱形匀强磁 场区域 , 该区域的横截面的半径为 R , 磁场方向垂直于横截面。 一质量为 m 、电荷量为 q ( q 0 ) 的粒子以速率 v 0 沿横截面的某直径射入磁场 , 离开磁场时速度方向偏离入射方 5、向 60。 不计重力 , 该磁场的磁感应强度大小为 ( )。 A.3 m 03 B. 0 C.3 m 0 0 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】粒子进入磁场后轨迹怎样 ? 圆心在何处 ? 半径多大 ? 【解析】由题意可知粒子的运动轨迹如图所示 , 根据几何知识可知 , 速度 v 0 偏过 60 角 , 即粒子运动轨迹的圆心角也是 60 , 所以 r=0 = 3 R , 又 r= 0 , 故 B=3 m 03 , 选 A。 【答案】 A 专题八热点重点难点专题透析 物理3 . 物体在变力 F 作用下沿水平方向做直线运动 , 物体质量m= 10 F 随坐标 x 的变化情况如图所示。 若物体 6、在坐标原点处由静止出发 , 不计一切摩擦。 借鉴学习教科书中直线运动时由 v - t 图象求位移的方法 , 结合其他所学知识 , 根据图示的 F - x 图象 , 可求出物体运动到 x= 16 m 处时 , 速度大小为( )。 A.3 m/s B. 4 m/s 2 m/s D. 17 m/s 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】在力的作用下物体按什么规律运动 ? F - x 图象中图线与横轴所围面积的物理意义是什么 ? 【解析】在 0 4 m 位移内 F 恒定 , 物体做匀加速直线运动 , 根据牛顿第二定律得 a= 1 m/据 42- 02= 2 v 4 = 2 2 m/s。 由图可知 , 7、 在 4 m 8 m 和 12 m 16 m 这两段过程中 , 力 F 与横轴围成的面积相等 , 但一个在横轴上方 , 一个在横轴下方 , 说明力 F 对物体做功一正一负 , 大小相等 , 总功之和为 0 ; 对物体在 4 m 16 m 内运动过程运用动能定理 ,物体运动到 x= 16 m 处时的动能与物体运动到 x= 4 m 处时的动能相等 , 速度也相等 , 所以物体运动到 x= 16 m 处时 , 速度大小为 2 2 m/s。 【答案】 C 专题八热点重点难点专题透析 物理4 . ( 2014 年广西卷 ) 如图甲 , 在第一象限存在匀强磁场 , 磁感应强度方向垂直于纸面 ( 面 ) 8、向外 ; 在第四象限存在匀强电场 , 方向沿 x 轴负向。 在 y 轴正半轴上某点以与 x 轴正向平行、大小为 v 0 的速度发射出一带正电荷的粒子 , 该粒子在 ( d , 0 ) 点沿垂直于 x 轴的方向进入电场。 不计重力。 若该粒子离开电场时速 度方向与 y 轴负方向的夹角为 , 求 : ( 1 ) 电场强度大小与磁感应强度大小的比值。 ( 2 ) 该粒子在电场中运动的时间。 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】粒子进入磁场后运动轨迹怎样 ? 圆心在何处 ?半径多大 ? 【解析】 ( 1 ) 如图乙 , 粒子进入磁场后做匀速圆周运动。 设磁感应强度的大小为 B , 粒子质量与所带电荷量分别 9、为 m和 q , 圆周运动的半径为 R 0。 由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得 B=m020由题给条件和几何关系可知 R 0 =d 设电场强度大小为 E , 粒子进入电场后沿 x 轴负方向的加速度大小为 a x , 在电场中运动的时间为 t , 离开电场时沿 v x。 由牛顿定律及运动学公式得 专题八热点重点难点专题透析 物理Eq=ma x , v x =a x t ,2t=d 由于粒子在电场中做类平抛运动 ( 如图乙 ), 有 =0联立以上各式得=12v 0 ( 2 ) 根据 ( 1 ) 中2t=d 和 =0联立解得 t=2 0t a n。 【答案】 ( 1 )12v 0 ( 2 )2 0t 10、 a n 专题八热点重点难点专题透析 物理5 . 如图所示 , 一质量为 m 的物块在与水平方向成 角的力 点由静止开始沿水平直轨道运动 , 到 B 点后撤去力 F , 物体飞出后越过“壕沟”落在平台。 已知物块的质量 m= 1 物体与水平轨道间的动摩擦因数为 = 0 . 5 , 长 L= 10 m , 高度差 h= 0 . 8 m , 水平距离x= 1 . 6 m。 若物块可看作质点 , 空气阻力不计 , g 取 10 m/ ( 1 ) 要越过壕沟 , 求物块在 B 点最小速度 v 的大小。 ( 2 ) 若 = 37 , 为使物块恰好越过“壕沟” , 求拉力 F 的大小。 ( 3 ) 若 大 11、小不确定 , 为使物块恰好越过 “壕沟” , 求力 F 的最小值 ( 结果可保留根号 )。 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】物块恰好越过“壕沟” , 力的大小与 大小有什么关系 ? 如何确定力的最小值 ? 【解析】 ( 1 ) 物体飞越“壕沟”过程中 , 竖直方向上有h=12沟”的时间 t= 2 = 0 . 4 s 物体飞越“壕沟”的最小初速度 v= 4 m/s。 ( 2 ) 物体在 道上运动时有 2 解得物体的加速度 a= 0 . 8 m/ - ( F ) =得 F= + c + s i n = 5 . 27 N。 专题八热点重点难点专题透析 物理( 3 ) 根据数学知识可知 12、F= + c + s i n + 1 + 2代入数据得 F 58255 N = 2 . 32 5 N。 【答案】 ( 1 ) 4 m/s ( 2 ) 5 . 27 N ( 3 ) 5 N 专题八热点重点难点专题透析 物理6 . 如图甲所示 , 光滑且足够长的平行金属导轨 定在同一水平面上 , 两导轨间的距离 L= 1 m , 定值电阻 R 1 = 6 , R 2 = 3 , 导轨上放一质量 m= 1 金属杆 , 杆的电阻 r= 2 , 导轨的 电阻不计 , 整个装置处于磁感应强度为 B= 0 . 8 磁场的方向垂直导轨平面向下。 现用一拉力F 沿水平方向拉杆 , 使金属杆以一定的初速度开始运动 13、。 图乙所示为通过 R 1 中电流的平方 12随时间 t 的变化关系图象 ,求 : 专题八热点重点难点专题透析 物理( 1 ) 5 s 末金属杆的速度。 ( 2 ) 写出安培力的大小随时间变化的关系方程。 ( 3 ) 5 s 内拉力 F 所做的功。 专题八热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 t 图象对应的函数方程是怎样的 ? t 图象与横轴 t 围成的面积与电阻有怎样的关系 ? 【解析】 ( 1 ) 外总电阻 R 外 =121+ 2= 2 由图象得 5 s 末的电流 I 1 = 0 . 2 A , R 1 、 R 2 并联 , 故 I 总= 3 I 1 = 0 . 6 A E=I 总 ( R 外 14、 +r ) = 0 . 6 ( 2 + 2 ) V = 2 . 4 V 由 E=得 v t = =2 . 40 . 8 1m/s = 3 m/s。 ( 2 ) 图象方程 : 12= 0 . 02 + 0 . 004 t 得 I 1 = 0 . 1 2 + 0 . 4 A R 1 、 R 2 并联 , 故 I 总 = 3 I 1 = 0 . 3 2 + 0 . 4 A 安培力 F A = L= 0 . 24 2 + 0 . 4 N。 专题八热点重点难点专题透析 物理( 3 ) 图线与时间轴包围的“面积”为12( 0 . 02 + 0 . 04 ) 5 = 0 . 15 故 5 s 内 R 1 中产生的焦耳热为 Q 1 =0 . 15 6 J = 0 . 9 J 电路中总电热 Q 总 =Q 1 +Q 2 +Q r = 6 Q 1 = 5 . 4 J。