阿布力孜·阿布拉
新疆和田地区第一中学,新疆 和田 848000
【摘 要】 综观近年来的物理高考题,呈现出重视基础性知识点考查的特点,重点考查牛顿定律、功能关系、电场、磁场等高频考点,注重理论联系实际。在答题过程中,考生因对基本公式、知识点掌握不扎实,较易造成失分。为了更好地帮助广大考生复习备考,笔者在此结合例题解析高考易错的知识点。
【关键词】易错;电磁力;机械能守恒定律
易错点1: 对“力、电、磁”综合题审题不清
力学和电磁学部分是高考必考内容,这部分内容的特点是公式繁杂。其实,只要掌握其中的规律与特点,就会迎刃而解。最主要的是在解决问题时公式的选择。高考物理计算题看似繁杂凌乱,很难厘清头绪,实则是一些基本现象和知识的叠加。下面通过两个典型的计算题,帮助大家找到解题的关键和突破口的方法。
第一招: 细心审题
【例1】如图所示,水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场,磁感应强度B=1.0T,边界右侧离地面高h=0.45m处由光滑绝缘平台,右边有一带正电的a球,质量ma=0.1kg、电量q=0.1C,以初速度v0=0.9m/s水平向左运动,与大小相同但质量为mb=0.05kg 静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰,碰后a球恰好做匀速圆周运动,两球均视为质点,g=10m/s2,(答案保留两位有效数字),求:
(1)电场强度的大小和方向;
(2)碰后两球分别在电磁场中运动的时间;
(3)碰后两球落地点相距多远。
【考点讲解】本题涉及以下易错知识点:
1.在电磁场中所涉及到的带电粒子何时考虑重力,何时不考虑重力。
一般情况下:微观粒子如,电子(β粒子)、质子、α 粒子及各种离子都不考虑自身的重力;如果题目中告知是带电小球、尘埃、油滴或液滴等带电颗粒都应考虑重力。
2.解“力、电、磁”综合题最重要的两个步骤和最主要的得分点。
失分主要原因是审题不清、对象不明、思路混乱。其实,解决这类问题有一个“万变不离其宗”的方法步骤:第一步:必须从审题中找出两个研究对象,一是电学对象。二是力学对象;第二步:选择好研究对象后,一定要按下列程序进行分析:画导体受力→运动变化分析→感应电动势变化→感应电流变化→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化,这种变化总是相互联系相互影响的。其中有一重要临界状态就是加速度a=0时,速度一定达到某个极值。
【解析】(1)a球碰后在叠加场中做匀速圆周运动,满足:mag=qE,解得E=10 N/C;a球带正电,电场力向上,则电场强度方向向上。
易错点2: 对“机械能守恒定律、动量定律、动能定理”的理解模糊
第二招: 析题破题
析题破题,做到一“明”二“画”三“析”。
1.明过程:就是建立物理模型的过程,即在细心审题获取一定信息的基础上,对研究对象的各个运动过程进行剖析,建立起清晰的物理图景,确定每一个过程对应的物理模型、规律及各过程间的联系等。
2. 画草图:根据题中各已知量的数量关系充分想象、分析、判断,在草稿纸上画出草图(如运动轨迹图、受力分析图、等效图等)以展示题述物理情境、物理模型,使物理过程更加直观、物理特征更加明显,进而方便确立题给条件、物理量与物理过程的对应关系等。
3.析规律:在透彻分析题给物理情境的基础上,灵活选用规律。如求解力学计算题可用力的观点,即牛顿运动定律与运动学公式联立求解;也可用能量观点,即动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律联立求解。
【例2】 如图所示,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段水平,BD段为半径R=0.2 m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小。一不带电的绝缘小球甲,以速度v0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=100kg,小球乙所带电荷量,取g =10 m/s2。 (水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程中无电荷转移)
(1)若甲、乙两球碰撞后,小球乙恰能通过轨道的最高点D,求小球乙在轨道AB段上的首次落点到B点的距离。
(2)在满足(1)的条件下,求小球甲的速度v0
【解析】 (1)问可拆分为两个小题:
① 求小球乙恰能通过轨道最高点时的临界速度vD 。
建模:竖直面内圆周运动“绳”模型。
规律: 牛顿第二定律:
② 求小球乙在轨道AB段上的首次落点到B点的距离x 。
建模:小球乙离开A点后做类平抛运动。
规律:
【简解】 (1)选小球乙为研究对象,由向心力公式得
,由竖直方向上的匀加速运动规律得
,解得
,由水平方向上的匀速运动规律得
(2)在满足(1)的条件下,求小球甲的速度v0
【解析】(2) 问可拆分为两个小题:
① 求甲、乙两球碰后小球乙的速度。
建模: 竖直面内圆周运动模型(B→D过程)。
规律: 动能定理:
② 求甲、乙两球碰后小球甲的速度。
建模: 弹性碰撞模型。
规律: 动量守恒定律
机械能守恒定律
【简解】(2)选由甲、乙两球组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得
,由机械能守恒定律得
,解得:
;由动能定理得
,解得:
。
结语
力学和电磁学是物理学的基础,物理学要求学生要有一定的逻辑思维能力、分析综合能力和推理判断能力等,对于部分学生来说,这些能力都还没有完全形成。对学生在物理学习中经常出现的错误原因进行如下归类:(1)前概念的影响;(2)忽略公式或结论成立的条件;(3)不明白规律内涵外延、生搬硬套;(4)不能熟练地运用数学知识解题;(5)逻辑推理不严密;(6)对物理概念理解不透彻;(7)不能正确地进行受力分析;(8)物理情境分析不正确;(9)不能正确选择研究对象;(10)知识综合能力欠缺。本文对两个典型例题进行分析,提出应对策略,希望对一线教师及学生在学习力学和电磁学时具有一定的指导意义。