中学物理规范解答物理试题.docx
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中学物理规范解答物理试题
中学物理规范解答物理试题
一、为何要规范解题
高考对物理计算题的解答有明确的要求:
“解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
”
物理试题量小分值大,动辄十几分二十几分,体现物理科高考从过去的重视知识容量向重视思维能力方向转变,着重考查学生的思维过程,考查学生逻辑推理和文字表达能力。
这要求学生在解答计算论证题时更注意解题的规范性;否则,即便答案正确,但推理过程零乱,书写步骤不规范,语言表达不准确,同样会引起过失性失分,得不到应得的分数。
从历届高考阅卷情况看,"丢三落四,叙述不完整;言不达意,表述不确切;公式拼凑,缺乏连贯性;字迹潦草,卷面不整洁"等不规范的解题是部分考生失分的重要因素之一。
规范解答物理试题既是物理学科考试内在的能力要求,也是保证阅卷中取得应有分数的需要。
在现阶段,对于很多考生来说,“如何做对”比“如何会做”可能更重要!
二、如何规范解题
物理规范化解题主要体现在三个方面:
思想、方法的规范化,解题过程的规范化,物理语言和书写规范化。
1、必要的作图与作图规范
要根据题意作出描述物理情景或过程的示意图、图象,它是表达解题思路的有效方式,是我们分析和解决物理问题的有力工具,它使抽象的物理过程、物理状态形象化、具体化。
示意图(如受力分析图、运动过程示意图、状态图、等效电路图、光路图等)要能大致反映有关量的关系,并且要注意完整,要使图文对应!
与解题中所列方程有关的示意图,要画在卷面上,若只是分析题意的用图,与所列方程无直接关系,就不要画在卷面上。
有时根据题意要画函数图象,必须建好坐标系包括画上原点、箭头,标好横、纵物理量的符号、单位及坐标轴上的数据。
2、规范书写字母、符号
解题中运用的物理量要设定字母来表示,并用文字交代或在图中标明其意义。
题中给定的字母意义不能自行改变。
所用来表示物理量的字母要尽可能是常规通用的,不能都象解数学题一样,用x、y等字母来表示,一般也要用约定的符号来表示,要与课本中的该物理量的字母一致,如拉力一般用F阻力用f,时间用t周期用T等。
在同一题中一个字母只能表示一个物理量,如果在同一题中出现多个同类物理量,可用不同的角标来加以区别,如电阻R1、R2,初末速度Vo、Vt等。
另外,解题用到的物理量单位符号,要求采用课本规定的符号来表示,如Kg、Ω、Hz等等。
用到的其它符号如化学元素符号、数学符号等一般采用它们在化学、数学等学科中原有的通用形式,如氦元素He、正弦sin、对数㏒等。
字母的书写大小写也要注意,如交流电的电压有效值用U,瞬时值用u,用人名命名的单位字母都是大写,如功、能单位的字母是J等。
最后,要注意易混的字母要写清楚,如:
v、υ、γ;C、G;P、ρ等。
3、必要的文字说明
“必要的文字说明”是对题目完整解答过程中不可缺少的文字表述,它能使解题思路表达得清楚明了,解答有根有据,流畅完美。
如对研究对象的说明,可采用“对物体A”、“对A、B组成的系统”等简洁的形式。
对研究过程或状态的说明,如“物体从A到B的过程中只有重力做功机械能守恒”、“运动到B点时物体的速度为零”等简单明了的说法。
对正方向、建立的坐标系、选择的参照系、参考面、零势点(面)等的说明,如“以流动的河水为参照物”等。
对设定物理量的字母说明,如“设物体经P点时的速度为VP”、“各量如图中所示”(在原理图上标出各量)。
对所列方程的物理依据,说明隐含条件、临界条件,分析所得的关键判断的说明,如“根据牛顿运动定律”、“两物体相距最远时速度相等”等。
对解题过程中必要的关联词的说明,如“解①②③三式得:
”、“将……代入”等。
对原因、结果的补充说明,如“因为UAB为负值,所以A点电势低于B点电势”等。
文字说明要用物理术语,不要用字母或符号来代替物理语言,如用“↑、↓”代替文字“增加、减少”,用“>、<”代替“大于、小于”,用“∵、∴”代替“因为、所以”等等。
语言叙述要简练、准确,切忌语言叙述过于冗长,如不要写出详细的题意分析。
4、规范列式
要方程式而不是要公式,有些学生在解答时只是简单地把一些公式罗列在一起,没有结合题意,而且公式的字母常会带来混乱!
要原始方程,不能以变形式、结果式代替方程式!
方程式是主要的得分依据,写出的方程式必须是能反映出所依据的物理规律的基本式,如要写“
”、“f=μmg”、“v2=2as”,而不能将“
”直接写成,或约去方程两端同样的字母如qE=qvB。
数据式不能代替方程式!
方程式应该全部用字母、符号来表示,不能字母、符号和数据混合,如F-f=ma不能写成6-f=2a。
方程要完备,忌漏掉方程!
方程式有多个时,一般要分别列出并进行编号,便于计算说明。
要用原始方程联立求解,不要用连等式!
因为这样往往因某一步的计算错误会导致整个等式不成立而失分。
先字母运算后代入数据计算!
计算时一般要先进行代数式的字母运算,推导出有关未知量的代数表达式,然后再代入数据计算,这样做即有利于减轻计算负担,又有利于一般规律的发现和回顾检查。
从近年高考计算题的答案及评分标准可以看出,求解方程时,卷面上只要求写出最简式,然后作一交代并直接给出计算结果。
切忌把大量的化简、代值运算过程写在卷面上,这样会给人以繁琐零乱,思路不清的感觉,同时也增大了出错扣分的几率。
5、规范表述解题结果
明确回答试题的问题!
要回应题目,根据所得结果对题中的问题进行说明或回答,回答要全面、准确、有针对性,问什么答什么,不要答非所问。
注意计算结果的有效数字!
计算结果的数据一般要用科学记数法,如1.68×104J。
有效数字的位数应根据题意确定,一般应与题中开列的数据相近,取两位到三位即可。
有的题目对有效数字的位数有明确要求,就要严格按照要求取,多取少取都要扣分。
以字母表示最后结果的不要把具体数字写进去,如
,不能写成
,等等。
注意计算结果的单位!
计算结果的数据必须带上单位;计算结果用字母表示的,则要看题目中提供的表示已知量的字母是否带单位,如果不带单位,则最后求解的结果也就不要带单位,反之则要带上单位。
注意解题结果的说明!
有时对解题结果要作适当的说明和讨论,例如结果是矢量的,还要说明方向,方向的说明要与题目中涉及的方向相对应,如题目对方向的描述是向东或向西时,你对方向的描述就不能说是向左或向右。
许多同学有一种不良的解题习惯,认为会做,知道怎么解,就不再仔细推敲和思考,随便写两个公式就算解完了事。
有这种不良解题习惯的同学,要想在紧张的高考中做到真正解题规范是不可能的!
三、规范化表达与不规范表达对照示例
规范表达
常见不规范/错误的表达
原因/说明
字母书写与表达
频率υ,密度ρ,重力G
频率V,密度P,重力C
字母写错
P点速度VP
P点速度VP
P点速度VP(角标书写问题)
设从A到B的位移是S
设从A到B的位移是x
设从A到B的位移是x
拉力F
500J
i=220sinωt
拉力f
500j
I=220sinωt
拉力f不符合习惯用字母
用人名命名的单位应大写
瞬时值应用小写字母
必要文字说明
设物体加速时间为t1,减速运动时间为t2
设物体加速时间为t1,减速运动时间为t′
设的未知量字母表达不规范
对物体A运动的全过程应用动能定理:
对物体A运动的全过程应用动能定律:
是动能定理不应是动能定律
末速度的方向与X轴正方向成300角
末速度的方向与X轴成300角
应明确与X轴的什么方向
选过A点的水平面为零势能面
选过A点为零势能面
过A的平面有无数个
若物体刚好通过最高点,在最高点只有物体的重力提供向心力
若物体通过最高点,在最高点只有物体的重力提供向心力
漏掉了说明临界状态的“刚好”两字
示意图
物体受重力和电场力如图:
阻力随速度变化图线如图:
水平面上物体A:
作受力图时力的大小要合理,方向要准确。
只有赋予横、纵坐标轴物理意义,坐标中的图线才有物理意义。
作图要尽量准确,横平竖直。
物理关系式的书写
F=maFt=mvt-mv0
F=ammvt-mv0=Ft
物理公式字母顺序、等号左右不能随意颠倒
F-f=ma
8.0N-f=4a
关系式中数字和符号不能搀杂书写
F-f=ma
F合=F-fF合=ma
此式不必再裁开书写
数字相乘要用“×”
由:
得:
由:
得:
在计算式中不能直接“消”
S1=v0t1+
由:
S=v0t+
得:
S1=v0t1+
原始公式不必写出,写出会造成物理字母意义的混乱
F-μmg=ma----①
v2=2as------------②
解①②得:
v=
不能公式套公式连等书写
所利用数学知识的表达
由F-mg=ma
得:
F=m(a+g)=2×(2+10)N=24N
由F-mg=ma
得:
F-2×10N=2×2N
F=20N+4NF=24N
数据的代入和运算不规范
由图可知:
△ABC∽△EFG
由图可知:
∠1=∠2∠3=∠4
所以△ABC∽△EFG
不必写出三角形的相似或全等数学知识的证明过程
P出=I2R
=
当R=r时,输出功率最大,Pm=
P出=I2R=
当R=r时,输出功率最大
Pm=
说明最值或临界值的关键表达式要写出
-h=v0t-
即:
-9=4t-5t2
解得t1=1.8st2=-1.0s(舍)
-h=v0t-
即:
-9=4t-5t2
解得:
t=1.8s
应将两个解全部写出并说明取舍
答
案
的
表
达
用字母作答时,物理常量也要用字母
所以物体的末速度vt=10m/s,方向与X轴正方向夹角为300
所以物体的末速度vt=10m/s
所求物理量是矢量时,即要求大小又要求方向
所求物体的质量m=πkg
所求物体的质量m=3.14kg
不能用无理数作为计算结果
四、教学实例
例题1如图所示物体的质量m=2.0Kg,置于水平地面上,在F=6.0N的水平恒力下t=0时刻,由静止开始运动,已知物体与水平地面间的动摩擦因素μ=0.20,求t=5.0s时的速度和它离出发点的距离。
①要用字母表达的方程,不要掺有数字的方程。
例如,要“F-f=ma”,不要“6.0-f=2.0a”。
②要原始方程,不要变形后的方程,不要方程套方程。
例如,要“F-f=ma”“f=μmg”“v2=2as”不要“
”
③要方程,不要公式,公式的字母常会带来混乱。
例如,本题若写出“F=ma”就是错的。
④要用原始方程组联立求解,不要用连等式,不断地“续”进一些东西。
例如,本题的解答中,不要“
”
⑤方程要完备,忌漏掉方程:
例如写了F-f=ma”“f=μmg”而漏写了“N=mg”
五、讲练平台
例2如图,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径.
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°,并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?
(sin37°=0.6cos37°=0.8)
命题意图:
考查分析综合能力及实践应用能力,渗透对解题规范化的考查.B级要求.
错解分析:
本题属学科内综合题,难度中等,多数考生因解题步骤不规范丢分.
解题方法与技巧:
(1)设小球所受的风力为F,支持力为FN,摩擦力为Ff,小球质量为m,作小球受力图,如图
当杆水平固定,即θ=0时,由题意得:
F=μmg①
∴μ=F/mg=0.5mg/mg=0.5②
(2)沿杆方向,由牛顿第二定律得:
Fcosθ+mgsinθ-Ff=ma③
垂直于杆方向,由共点力平衡条件得:
FN+Fsinθ-mgcosθ=0④
又Ff=μN⑤
联立③④⑤式得:
a=
=
将F=0.5mg代入上式得a=
g⑥
由运动学公式得:
s=
at2⑦
所以t=
=
⑧
评析:
解题时有力图,有文字说明,又假设了几个物理量(F、FN、Ff、m),交代了公式的来龙去脉,(①式由题意得到,③④⑦式由物理规律得到,⑥式由联立方程组得到)、有运算过程(将字母代入公式)、有明确的结果(②式和⑧式),使之看了一目了然.
例题3:
如图所示,一劲度系数k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体.A、B竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F在上面物体A上,使A开始向上做匀加速运动,经0.4s,B刚要离开地面,设整个过程弹簧都处于弹性限度内(g取10m/s2)求:
(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值.
(2)此过程中力F所做的功.
命题意图:
以胡克定律、牛顿第二定律、能的转化和守恒定律为依托,考查理解能力及分析综合能力.渗透着对解题步骤规范化的要求.B级要求.
错解分析:
第
(2)问中,计算变力F做功时,外力所做的功等于将其他形式能转化为系统重力势能和动能之和,部分考生容易忽视物体的动能导致错解,步骤不规范导致失分.
解题方法与技巧:
(1)设A上升前,弹簧的压缩量为x1,B刚要离开地面时弹簧的伸长量为x2,A上升的加速度为a.
A原来静止时,因受力平衡,有
kx1=mg①
设施加向上的力,使A刚做匀加速运动时的最小拉力为F1,有
F1+kx1-mg=ma②
B恰好离开地面时,所需的拉力最大,设为F2,对A有
F2-kx2-mg=ma③
对B有:
kx2=mg④
由位移公式,对A有x1+x2=
at2⑤
由①④式,得x1=x2=
=
=
m⑥
由⑤⑥式,解得a=3.75m/s2⑦
分别解②③得F1=45N⑧
F2=285N⑨
(2)在力作用的0.4s内,在初末状态有x1=x2,弹性势能相等,由能量守恒知,外力做了功,将其他形式的能转化为系统的重力势能和动能,即
WF=mg(x1+x2)+
m(at)2=49.5J
总结与反思:
所谓解题规范化,简单地说就是:
解题要按一定的规格、格式进行.书写整洁,表达清楚,层次分明,结论明确.
规范化解题过程通常包括以下几方面:
(1)要指明研究对象(个体还是系统);
(2)据题意准确画出受力图、运动示意图、电路图、光路图或有关图象;(3)要指明物理过程及始末状态,包括其中的隐含条件或临界状态;(4)要指明所选取的正方向或零位置;(5)物理量尽量用题中给定的符号,需自设的物理量(包括待求量、中间过渡量)要说明其含义及符号;(6)要指明所用物理公式(定理、定律、方程等)的名称、条件和依据;并用“由……定律得……”“据……定理得……”以及关联词“因为……所以……”“将……代入……”“联立……”句式表达;(7)用文字串联起完整的思路及思维流程;(8)求得结果应有文字方程及代入题给数据的算式,最终结果要有准确的数字和单位;(9)最好对问题的结果适当进行讨论,说明其物理意义.
解题过程要注意防止以下问题:
①防止随意设定物理量符号.如题目明确:
支持力FN,摩擦力Ff、电动势E,则作图或运算过程,就不能随意另用N、f、ε来表示.如遇同类物理量较多,可用下角标来加以区别,如E1、E2、E3等.②防止书写不规范的物理公式及表达式,如牛顿第二定律写为“F=am”、动量守恒定律写成“m1v1+m2v2=m2v2′+m1v1′等.”③防止只写变形公式,省略原始公式.如:
不能用R=mv/qB代替qvB=mv2/R.④防止通篇公式堆砌,无文字说明.
六、练习巩固
1.设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.
2.光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑块与物体都静止,试问:
(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大?
(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速率为碰前速率的3/5,则物体在第二次跟A壁碰撞之前,滑板相对于水平面的速度v和物体相对于水平面的速度v2分别为多大?
(3)物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做的功为多大?
(设碰撞所经历时间极短)
3.如图所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度
v0向右滑动.突然,轻绳断开,当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?
试通过定量分析,证明你的结论.
4.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳,翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(g=10m/s2)
5.如图所示,倾角为30°的直角三角形底边长为2l,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨.现在底边中点O处固定一正电荷Q,让一个质量为m的带负电的点电荷q从斜面顶端A沿斜面滑下(始终不脱离斜面).已测得它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为v,问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多少?
6.如图所示,宽为L的平面镜MN放于水平地面,A、B、P点等高,A点位于镜左缘M的正上方,B点位于镜中心的正上方,P点在A点右侧距A点为3L(图中未标出).现分别有两只小球自A、B两点自由下落,从P点向镜面看去,看到两球的像的运动时间之比tA∶tB等于多少?
七、练习巩固参考答案
1.卫星环绕地球做匀速圆周运动,设卫星的质量为m,轨道半径为r,受到地球的万有引力为F,
F=G
①
式中G为万有引力恒量,M是地球的质量.
设v是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度,T是运动周期,根据牛顿第二定律,得
F=m
②
由①②推导出v=
③
③式表明:
r越大,v越小.
人造卫星的周期就是它环绕地球运行一周所需的时间T,
T=
④
由③④推出T=2π
⑤
⑤式说明:
r越大,T越大.
2.
(1)对物体,根据动能定理,有
qEL1=
mv12,得v1=
(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v1′;滑板的速度为v,则
mv1=mv1′+4mv
若v1′=
v1,则v=
,因为v1′>v不符合实际,
故应取v1′=-
v1,则v=
v1=
在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同.
∴
t=v·t
即v2=
v1=
(3)电场力做功
W=
mv12+(
mv22-
mv1′2)=
qEL1
3.当弹簧处于压缩状态时,系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和.当弹簧伸长到其自然长度时,弹性势能为零,因这时滑块A的速度为零,故系统的机械能等于滑块B的动能.设这时滑块B的速度为v则有
E=
m2v2①
由动量守恒定律(m1+m2)v0=m2v②
解得E=
③
假定在以后的运动中,滑块B可以出现速度为零的时刻,并设此时滑块A的速度为v1.这时,不论弹簧是处于伸长还是压缩状态,都具有弹性势能Ep.由机械能守恒定律得
m1v12+Ep=
(
)④
根据动量守恒(m1+m2)v0=m1v1⑤
求出v1,代入④式得
+Ep=
⑥
因为Ep≥0,故得
≤
⑦
即m1≥m2,与已知条件m1<m2不符.
可见滑块B的速度永不为零,即在以后的运动中,不可能出现滑块B的速度为零的情况.
4.1.5×103N
5.vc=
ac=
g-
图33′-2
6.解:
设小球下落的高度AM=h,△MDN∽△FPN,得MD/PF=MN/FN=L/2L=1/2,则MD=PF/2=
MD=h/2,由于图中C点为MN的中点,CG′=
,由自由落体位移公式h=
gt2,得t=
则tA∶tB=2-
/(2-
).