高考复习与整合_加速度论文

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集成化题目简称集成题,它尽可能把大量的物理概念、物理量、物理规律归纳集中在一道题中,而这样的题,又通过我们的联想、提炼、引伸、推广等过程,既突出重点,抓住关键,又把物理知识系统化、组装化和集成化,形成多功能的典型例题。它既能提高解决结合问题的能力,也能提高高考复习效率。

例如:如图1所示,一个“门”形导体框架,宽度为L,其所在平面和水平面夹角为θ,其电阻忽略不计,电路中接一个阻值为R的电阻。设匀强磁场与“门”形框架平面垂直,磁感应强度为B。今有一条形导体ab,其质量为m,电阻不计,跨放在“门”形框架上,并能无摩擦地从静止开始滑动,导轨足够长,K闭合,试求:

1.标出ab中感生电流方向。

2.标出ab在下滑时所受的安培力的方向。

3.若只能知道磁感线和导轨平面垂直,方向未知,怎样判断ab在下滑时的安培力方向。

4.ab在下滑过程中,所受安培力的大小与哪些因素有关?

5.若已知某一时刻,ab下滑时的速度为v[,0],怎样计算此时ab所受的安培力的大小?

6.ab在下滑过程中加速度、速度怎样变化?

7.上述的过程能否一直维持下去?为什么?

8.ab在下滑过程中,其最大速度为多大?

9.ab从静止开始运动到速度达到最大这一过程中,其平均速度为v,则( )。

10.如果ab在导轨上滑行的位移S后,速度达最大,则该过程整个装置产生的热量为多大?

本集成题具体分析过程如下:

第1、2小题主要是对右手定则、楞次定律、左手定则的初步运用,要求在解答时以作图的形式出现,应注意对简单问题的规范表达。

第3小题中只知道了磁感线和导轨平面垂直,方向未知,要判断ab下滑时的安培力方向,必须懂得任何闭合电路中的一部分导体切割磁感线运动时,其速度不可能无限制增大,其原因就是由于磁力的存在,由此可得磁力(安培力)方向与产生磁力的合外力方向相反。

。由此直接解答。

第6、7、8小题的分析研究涉及的知识点内容较多,且打破章节体系,使力学、电磁学得以综合。分析时要突出F、a、v、ε、Ⅰ、F[,磁]间的互相联系和制约。条形导体ab在恒力mgsinθ(重力沿框架向下方向分力)作用下,沿框架向下方向作加速运动,产生感生电动势ε=Blv,于是回路中形成感生电流Ⅰ=Blv/R。导体ab受到与mgsinθ方向相反的磁场力F[,磁],ab的加速度由a=F/m减小到,应注意,加速度减小仅表明导体ab速度增加得慢了,但速度还是在增加。因此ε、Ⅰ、F[,磁]仍将继续增加,导致a进一步减小,如此循环直至a=0。导体ab速度达最大值,它就以此速度作匀速运动。整个动态变化过程可用下列循环表示:

第9小题难度较大,解答时必须理解和掌握匀加速直线运动速度图像的特征和物理意义,以及平均速度、即时速度和速度图像中直线的斜率与加速度的关系内容。

第10小题分析过程实质上是一个物理思想教学过程,在发生电磁感应现象及过程中,不仅体现了能量的转化,而且体现出转化过程中保持守恒的规律,从而进一步认识包含电和磁在内的能的转化和守恒定律的普遍性。

这是一个典型的集成题,这个集成题把电和磁、左手和右手定则、运动和力、速度和加速度、做功和能量变化等一系列物理概念、物理量、物理规律包含在其中。

通过教学实践,可总结出组建集成题教学模式具有以下几方面的作用和意义:(1)组建集成题进行教学,能打破编、章的顺序,使物理知识一体化,这样既开拓学生的学习思路和发散思维,又能提高学生的创造能力和应变能力。(2)组建集成题进行教学,使学生领会对多样性、多变性、综合性的习题进行分析,同时领略分析问题的广阔性、深刻性、灵活性和敏锐性。克服学生的思维定势,锻炼和培养了学生的立体式思维。(3)组建集成题进行教学,让学生由浅入深地根据自己的能力进行分析解决问题,使所有学生都学有所得。这样既符合了素质教育的“全面性”原则,又符合了素质教育的“层次性”原则。(4)组建集成题进行教学,必然需要教师从“题海”中提炼精华,这样可使学生脱离“题海”,大大提高课堂教学效益。(5)组建集成题进行教学,使学生从平日的教学活动中,领略集成题的奥妙和新意,并从相异习题中寻找内在联系,从相似习题中找出本质区别,这样开拓深究,吐故纲新的学习过程,培养了学生全方位、多角度、深层次的考虑问题的能力,提高了解决高考中的综合题的本领。

附:集成题范例,供读者练习。

1.如图2所示(空气阻力忽略不计)质量为2千克的小球O处于静止状态,绳AO长0.4米,AO与竖直方向夹角θ为60°,BO水平,设AO张力为T[,1],BO张力为T[,2]。则T[,1]为__。T[,2]为__。剪断绳OB,当小球到达最低点P时加速度大小为__;张力T[,1]__。小球从O摆到P过程中重力所作的功为__;张力T[,1]所作的功为__,小球摆到最低点P时重力瞬时功率为__;小球在摆动中回到O点时绳子张力T[,1]为__。

若小球在最低点和一个质量为6千克,静止在水平桌面上小球C发生正碰,碰后小球O反弹速度为1米/秒,C球速度也为1米/秒,则碰后O球反弹后能上升最大的高度为__;在碰撞时C球所受的冲量为__。碰撞过程所需时间为0.1秒,则C球在碰撞时所受平均作用力为__,碰后C球在动摩擦因数为0.1足够长的桌面上滑行,则C球从开始运动到停止所需时间为__,从运动到停止共通过位移为__米,小球C在开始运动后,第一个0.1秒内和第二个0.1秒内小球克服阻力作功的大小比为__,所受阻力冲量的大小比为__,平均速度大小比为__。

若水平桌面离地面高度为0.8米。小球C到达桌子左边缘时速度大小为0.5米/秒,则小球落地时离桌子边缘水平距离为__,小球在离开桌面到着地前瞬间这一过程中动量增量大小为__方向__,着地时速度大小为__。

2.如图3所示,金属杆CD搁在光滑导轨上,导轨足够长,金属棒质量为m,回路中总电阻为R,垂直穿过回路磁感应强度为B,两导轨间距离为l。

(1)今用水平方向恒力F作用在CD上,K打开则CD将( )。

A.向右作匀加速运动

B.向右作匀速运动

C.向右一直作加速度越来越小的加速运动

D.向右作加速度越来越小的加速运动,最后作速度有限的匀速运动

(2)上题中,若将K闭合后,则导体将( )。

A.向右作匀加速运动

B.向右作匀速运动

C.一直作加速运动

D.向右作加速度越来越小的加速运动,最后作速度有限的匀速运动

(3)K闭合后,CD在恒力F作用下向右运动,有关G中(电流表)读数表述正确的是( )。

A.G中电流恒定不变

B.G中电流越来越小

C.G中电流越来越大

D.G中电流越来越大,最后有一稳定值

(4)K闭合后,CD在恒力F作用下,从静止开始运动,通过位移S后速度达最大v[,m],则该过程中产生热量为( )。

A.Q=FS

(5)K闭合后,CD在恒力F作用下,从静止开始运动速度达到最大v[,m]这一过程中,其平均速度为v,则

3.如图4所示,一粗细均匀的试管水平放置,中间封有一段水银柱,已知h[,A]=20厘米,h[,B]=20厘米,h=10厘米,开始温度为27℃,大气压为72厘米汞柱。求:

(1)此时A管内气体压强为多少?

(2)缓慢旋转试管(逆时针),当试管和水平位置成30度角时,A管内气体压强为多少?若温度降低,水银柱达稳定态后,A管内气体压强将怎样变化?

(3)转到开口竖直向上时,此时A管内空气柱长度为多少?

(4)开口竖直向上时,当温度升到87℃时,A管内气柱长度为多少?

(5)在上题情况下,若要使气柱长度恢复到20厘米,应在试管内加入多少水银柱?

(6)在原题条件下,当试管转到开口竖直向下时,此时A管内气体长度、压强分别是多少?

(7)试管分别从逆时针方向、顺时针方向第一次转到开口向上,两次情况下此时A内气体压强、体积是否相同,同样转到开口向下时,A管气体压强、体积是否相同?

(8)在原题条件下封住B管,A管内气体温度保持不变,B管内温度升到127℃,当水银柱平衡后,A、B管内气体长度分别为多少?

(9)在上题条件下,A管气体温度变为37℃,B管气体温度变为137℃,试分析水银柱将向什么方向移动?

(10)在第(8)题题意下,将试管沿光滑水平桌面向右作加速运动,试分析A、B管内气柱长度变化情况?

简要答案:

1.40N; 20/3N; 10(m/s[2]); 40N; 4J; 0; 0; 10N; 0.05m; 6Ns; 60N; ls; 0.05m; 19/17; 1/1; 19/17; 0.2m; 24m/s;竖直向下;4m/s。

2.(1)A (2)D (3)D (4)C (5)B。

3.(1)72cmHg (2)77cmHg,不变 (3)17.6cm (4)21cm (5)4.4cm (6)23.2cm62cmHg (7)相同,相同 (8)18.2cm,21.8cm (9)向右 (10)A变小,B变大。

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