南京 高三習(xí)題教學(xué)中的幾個(gè)基本問題.ppt

高三習(xí)題教學(xué)中的幾個(gè)基本問題 朱建廉 南京市金陵中學(xué) 習(xí)題教學(xué)是物理學(xué)科教學(xué)中極為重要的組成部分 高三復(fù)習(xí)中習(xí)題教學(xué) 比例較大幅度提高 功能一定程度放大 一個(gè)認(rèn)識 選料 配菜 制作 選題 配置 講解 一種類比 高三習(xí)題教學(xué) 習(xí)題的原則性選擇 習(xí)題的功能性配置 習(xí)題的技術(shù)性使用 習(xí)題的整體性研究 四個(gè)問題 習(xí)題的原則性選擇 針對習(xí)題教學(xué)目標(biāo)性原則 針對學(xué)習(xí)主體針對性原則 注意基礎(chǔ) 注意典型 注意覆蓋 注意組合 注意變化 注意系統(tǒng) 注意學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 注意思維習(xí)慣 注意意志品質(zhì) 直線運(yùn)動(dòng)專題的習(xí)題選擇 注意基礎(chǔ) 目標(biāo)性原則 習(xí)題8 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究一個(gè)約1 4高的商店卷簾窗的運(yùn)動(dòng) 將紙帶粘在卷簾底部 紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器隨簾在豎直面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng) 打印后的紙帶如圖所示 數(shù)據(jù)如表格所示 紙帶中ab bc cd 每兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0 10s 根據(jù)各間距的長度 可計(jì)算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度v平均 可以將v平均近似地作為該間距中間時(shí)刻的即時(shí)速度v 1 請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù) 繪出卷簾窗運(yùn)動(dòng)的v t圖線 2 ad段的加速度為m s2 ak段的平均速度為m s 滑軌啟動(dòng)過程 的循環(huán)制約 循環(huán)制約 最終狀態(tài) 趨于穩(wěn)定 滑軌啟動(dòng)專題的習(xí)題選擇 注意典型 目標(biāo)性原則 1 一根棒 無其他力 習(xí)題1 如圖所示 光滑水平滑軌處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0向右運(yùn)動(dòng) 除了滑軌左端接的電阻r外其余電阻不計(jì) 從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)到最終穩(wěn)定 回路中產(chǎn)生的焦耳熱為q 則 a q與b有關(guān)而與r無關(guān)b q與b無關(guān)而與r有關(guān)c q與b和r均無關(guān)d q與b和r均有關(guān) 2 一根棒 受其他力 習(xí)題2 如圖所示 豎直平面內(nèi)的光滑導(dǎo)軌上端接有電阻r 其余電阻均不計(jì) 導(dǎo)軌間距為l 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面 質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌保持良好接觸并由靜止釋放 則其最大速度為多少 3 兩根棒 無其他力 習(xí)題3 如圖所示 光滑水平導(dǎo)軌間距為l 電阻不計(jì) 處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 質(zhì)量均為m 電阻均為r的導(dǎo)體棒ab和cd靜止于導(dǎo)軌上 若給ab棒一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量i 求兩導(dǎo)體棒最終的運(yùn)動(dòng)速度 4 兩根棒 受其他力 習(xí)題4 如圖所示 足夠長的水平光滑導(dǎo)軌間距為l 電阻不計(jì) 處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 質(zhì)量均為m 電阻均為r的導(dǎo)體棒ab cd靜止于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌良好接觸 今對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力f而使之由靜止開始運(yùn)動(dòng) 是分析兩根導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況 梳理 靜電場 知識的習(xí)題選擇 兩個(gè)基本定律 注意覆蓋 目標(biāo)性原則 習(xí)題3 如圖所示 電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線作勻速直線運(yùn)動(dòng)從a點(diǎn)到b點(diǎn) 則電子所受的除電場力以外的另一個(gè)力的大小變化情況 方向分別為 a 先變大后變小 水平相左b 先變大后變小 水平相右c 先變小后變大 水平相左d 先變小后變大 水平相右 習(xí)題4 圖1中ab是點(diǎn)電荷電場中的電場線 圖2則是放在電場線上a b處的檢驗(yàn)電荷所受電場力大小隨電荷量的變化圖線 則 關(guān)于場源電荷帶電的性質(zhì)與所處的位置的下列說法中 可能正確的是 a 正電 a點(diǎn)b 正電 b點(diǎn)c 負(fù)電 a點(diǎn)d 負(fù)電 b點(diǎn) 電場力的特性 電場能的特性 場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)體 電容器 習(xí)題13 為研究靜電除塵 有人設(shè)計(jì)了如圖所示裝置 盒狀容器的側(cè)面是絕緣 透明的有機(jī)玻璃 上 下底面是面積為a 0 04m2的金屬板 間距l(xiāng) 0 05m 當(dāng)接入u 2500v的高壓電源正 負(fù)極時(shí) 能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場 現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi) 每立方米有煙塵顆粒1013個(gè) 假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài) 每個(gè)顆粒帶電荷量為q 1 0 10 17c 質(zhì)量為m 2 0 10 15kg 不考慮煙塵顆粒間相互作用和空氣阻力 并忽略煙塵顆粒所受重力 求合上電鍵后 1 經(jīng)過多長時(shí)間煙塵顆?？梢员蝗课?2 除塵過程電場對煙塵顆粒共做多少功 3 經(jīng)過多長時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大 關(guān)于 物體間運(yùn)動(dòng)關(guān)系 的習(xí)題選擇 注意組合 力學(xué)背景 光學(xué)背景 目標(biāo)性原則 注意變化 源題 變例1 變例2 變例3 變例4 變化 目標(biāo)性原則 一類平衡問題及其變例 源題 如圖1所示 用等長的輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 今在兩小球上分別施加大小相等 方向相反的水平恒力 則平衡后應(yīng)該如圖2中的 日本東京大學(xué)79年入學(xué)試題 變例1 變 施一般力 為 施電場力 習(xí)題1 如圖1所示 用等長的輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 今使兩小球分別帶有等量異種電荷 而使整個(gè)裝置處在水平方向的勻強(qiáng)電場中 則平衡后應(yīng)該如圖2中的 習(xí)題2 如圖1所示 用等長的輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 今在兩小球上分別施加大小相等 方向相反 且與水平線夾角相同的恒力 則平衡后應(yīng)該如圖2中的 變例2 變 水平施力 為 傾斜施力 習(xí)題3 如圖1所示 用等長的輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 今在兩小球上分別施加大小分別為3f和f 方向相反的水平恒力 則平衡后應(yīng)該如圖2中的 變例3 變 力大小相等 為 力大小不等 習(xí)題4 如圖1所示 用等長的輕繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量分別為2m和m小球 今在兩小球上分別施加大小分別為3f和f 方向相反的水平恒力 則平衡后應(yīng)該如圖2中的 變例4 變 質(zhì)量相同 為 質(zhì)量不同 注意系統(tǒng) 針對典型類型系統(tǒng)選擇習(xí)題 目標(biāo)性原則 在一些具體的物理過程中 制約著過程的物理規(guī)律往往會(huì)給出某一物理量y隨著另一物理量x變化的函數(shù)關(guān)系y f x 1 若y隨著x在定義域x a b 2 內(nèi)做非單調(diào)變化 則將形成典型的物理極值問題 物理極值問題 物理極值專題的習(xí)題選擇 物理極值問題的一般分析方法 1 根據(jù)相應(yīng)的物理規(guī)律和題設(shè)條件列出方程組 2 由所列出的方程組消去其他的參變量而把待求量y表為某一參變量x的函數(shù)如 1 式所給出 3 分析 式所給出的函數(shù)的單調(diào)性 找到極值點(diǎn) 4 把 3 式代入 1 式而求得待求量y的極值 x x0 3 ym f x0 4 物理極值問題中常見函數(shù)類型 1 形如 的極值類型 2 形如 的極值類型 3 形如 的極值類型 4 形如 的極值類型 習(xí)題1 理想變壓器的原線圈接在電動(dòng)勢為e 內(nèi)電阻為r的交變電源上 副線圈接在阻值為r的負(fù)載上 當(dāng)理想變壓器原 副線圈匝數(shù)之比為多大時(shí) 消耗在負(fù)載上的電功率最大 其最大值為多少 習(xí)題2 質(zhì)量為m的物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 為使物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則所施加的拉力至少為多大 習(xí)題3 如圖所示 電池的電動(dòng)勢為e 6v 內(nèi)電阻為r 0 5 兩個(gè)定值電阻的阻值分別為r1 3 和r2 2 滑動(dòng)變阻器的總阻值為r 5 則隨著滑動(dòng)片p的滑動(dòng) 電流表的讀數(shù)范圍如何 習(xí)題4 如圖所示 質(zhì)量為的小球用長為的線懸掛于點(diǎn) 把小球拉起使懸線水平而由靜止釋放 求 至小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中 重力做功的最大功率 習(xí)題5 兩個(gè)帶電量為q的點(diǎn)電荷分別固定在a b兩點(diǎn)處 則 在a b連線的中垂線上 何處的電場強(qiáng)度最大 最大值是多少 習(xí)題6 某電腦愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè) 貓捉老鼠 的動(dòng)畫游戲 在如圖所示的邊長為的正方體木箱的頂角a處 老鼠從貓的爪中逃出而奔向另一頂角g處的鼠洞 若老鼠的奔跑速率為v 且只能沿木箱的棱運(yùn)動(dòng) 貓可以沿木箱的表面運(yùn)動(dòng) 則貓應(yīng)該沿怎樣的路線勻速率追趕 方可以最小的速率恰在g處再次捉住老鼠 其最小速率為多大 針對性原則 所教的兩個(gè)班 實(shí)驗(yàn)班和普通班 在 學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 思維習(xí)慣 刻苦精神 意志品質(zhì) 等方面軍有較大差異 因而在習(xí)題教學(xué)的素材選擇上就不得不較多地考慮到所謂的針對性原則而作相應(yīng)的不同選擇與處理 實(shí)驗(yàn)班作為練習(xí)題處理 普通班加上相應(yīng)要求作為例題強(qiáng)調(diào)互動(dòng) 學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 習(xí)題 將一物體以大小為v的速度豎直向上拋出 落回到拋出點(diǎn)時(shí)速度大小為u 試在如下兩種情況下求物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間 1 空氣阻力大小恒定 2 空氣阻力大小與速率成正比 實(shí)驗(yàn)班 解答全過程自主性構(gòu)建 教師啟發(fā)下理性概括 普通班 解答全過程在教師啟發(fā)下構(gòu)建并作理性的概括 思維習(xí)慣的養(yǎng)成及思維品質(zhì)的構(gòu)建 解 1 演算 操作2 操作1 操作3 操作4 解 2 上升時(shí) 下落時(shí) a1隨v減小而減小 a2隨v增大而減小 t 習(xí)題命制中加上 人性化 鋪墊 實(shí)驗(yàn)班 課后作業(yè) 普通班 課后閱讀 提供詳解閱讀 另設(shè)習(xí)題訓(xùn)練 意志品質(zhì) 解 1 解 2 由 1 知 可見 每次子彈射入前一瞬間木塊的速度均相同 于是 每次子彈射穿后均有 所以 最多可有n顆子彈擊中木塊 顆 解 3 所以 習(xí)題的功能性配置 習(xí)題配置操作 列雙向細(xì)目表 習(xí)題的功能性配置舉例 過程背景 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng) 模型背景 除磁場力其他力不計(jì)或平衡的帶電粒子 知識背景 洛侖茲力以及圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識運(yùn)用 能力背景 針對 殘缺圓運(yùn)動(dòng) 圓心 圓弧 的確定 題型結(jié)構(gòu) 主觀性習(xí)題 簡答 證明 計(jì)算的綜合 教學(xué)處理 例題 參見接下來依次呈現(xiàn)的兩道例題 練習(xí)題 參見兩道例題后呈現(xiàn)的練習(xí)題 選作例題 確定 殘缺圓周 的圓弧 進(jìn)而確定磁場區(qū)域 分析 此例的關(guān)鍵在于 確定 殘缺圓運(yùn)動(dòng) 的圓弧 進(jìn)而確定覆蓋該圓弧的磁場區(qū)域 考慮到 在完整圓的基礎(chǔ)上指認(rèn)其中一部分圓弧更容易 類比 在x軸上取oc mv0 qb 以c為圓心作圓切與y軸于o點(diǎn) 在圓上取d點(diǎn)使 dco 1200 則 以od弦為直徑的圓形磁場區(qū)域即為所求 相應(yīng)問題亦可求 所以 smin t xp可求得 選作例題 圓心位置的確定問題 3 證明 油滴做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在x軸上 并求油滴從x軸上的m點(diǎn)開始到達(dá)x軸上的n點(diǎn)所用的時(shí)間 要點(diǎn)1 圓心在與速度方向垂直的直線上 pq 要點(diǎn)2 圓心在弦 pn 的中垂線 df 上 要點(diǎn)3 弦 pn 兩端的半徑 cp cn 與弦構(gòu)成等腰三角形 cpn 三個(gè)要點(diǎn) 鎖定圓心c 一切問題均迎刃而解 分析 在完整的圓中指認(rèn) 殘缺的圓弧 分析 在 時(shí) 與 空 的結(jié)合中指認(rèn) 殘缺圓弧的圓心 過入射點(diǎn)p作ab的垂線 并作pq與之夾450角而交圓上于q 過出射點(diǎn)q作ab的平行線 與之交于c c即為圓心 于是 解 1 方向 2 3 抗干擾 能力 鑒于近幾年高考試題的命之現(xiàn)狀 一些老師主張?jiān)诟呷龔?fù)習(xí)的習(xí)題教學(xué)中配置適量的所謂 抗干擾 能力背景的習(xí)題 習(xí)題 如圖1所示 在豎直平面內(nèi)固定著由絕緣細(xì)桿構(gòu)成的軌道 兩根長度均為l的水平細(xì)桿ab和cd相距為h 與半圓形光滑細(xì)桿分別相切于b c兩點(diǎn) 今在兩根水平細(xì)桿ab和cd的四個(gè)端點(diǎn)的對稱中心o點(diǎn)處固定著一個(gè)帶正電q的點(diǎn)電荷 將質(zhì)量為m 帶正電q 且有一小孔的小球穿在細(xì)桿上 使小球以初速度va由a端出發(fā)沿軌道運(yùn)動(dòng) 并保證最終能夠到達(dá)d端 若帶電小球可視為點(diǎn)電荷 與兩根水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 沿軌道運(yùn)動(dòng)過程中帶電量保持不變 且受到的庫侖力始終小于其重力 則 1 帶電小球 艱難歷程 動(dòng)力學(xué)困難 作為一個(gè) 艱難歷程 帶電小球的整個(gè) a d 的運(yùn)動(dòng)過程從某種意義上說比當(dāng)年關(guān)羽的 千里走單騎 更為 艱難 當(dāng)年關(guān)羽只需要 走五關(guān) 斬六將 就可以完成 千里走單騎 而與兄弟相會(huì)于古城 但帶電小球欲自a端出發(fā)到達(dá)d端卻需要 走六關(guān) 斬七將 今將帶電小球 斬將 過關(guān) 而完成 艱難歷程 的情況列表呈現(xiàn)如下 2 帶電小球 艱難歷程 的能量危機(jī) 作為一個(gè) 艱難歷程 帶電小球在整個(gè) a d 的運(yùn)動(dòng)過程中的各個(gè)階段都將會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的 能量危機(jī) 考慮到能夠保證帶電小球從a端運(yùn)動(dòng)到d端的能量形式為 動(dòng)能 所以 帶電小球必須依次度過的 能量危機(jī) 可列表呈現(xiàn)如下 3 帶電小球 艱難歷程 的通俗類比 其實(shí) 欲針對帶電小球所經(jīng)歷的上述 艱難歷程 的過程特征作出準(zhǔn)確認(rèn)識 完全可以通過如下所述的通俗類比而完成 取如圖6所示的彎曲細(xì)桿并使之固定而形成一條軌道 軌道除水平部分有長度均為l 2的四段粗糙外其余部分均光滑 軌道最后突起部分的高度為h 前面若干段突起部分的最大高度為h 軌道水平部分與突起部分均平滑連接 今使小環(huán)套在軌道上并以速度va自a端開始運(yùn)動(dòng) 小環(huán)與四段粗糙軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)均為 則 為保證小環(huán)恰能到達(dá)軌道最后突起部分的d點(diǎn) 在h與h滿足不同關(guān)系的前提下 對小環(huán)的初速度va將提出不同的要求 習(xí)題的技術(shù)性使用 兩個(gè)問題 一道習(xí)題 習(xí)題 如圖所示 在光滑絕緣水平面上 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷m n 分別固定在a b兩點(diǎn) o為ab連線的中點(diǎn) cd為ab的垂直平分線 在co之間的f點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球p 在以后的一段時(shí)間內(nèi) p在cd連線上做往復(fù)運(yùn)動(dòng) a 若小球p的帶電量緩慢減小 則它往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中振幅不斷減小b 若小球p的帶電量緩慢減小 則它往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中每次經(jīng)過o點(diǎn)時(shí)的速率不斷減小c 若點(diǎn)電荷m n的帶電量同時(shí)等量地緩慢增大 則小球p往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中振幅不斷減小d 若點(diǎn)電荷m n的帶電量同時(shí)等量地緩慢增大 則小球p往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中周期不斷減小 解 如圖所示 設(shè) 到達(dá)各點(diǎn)處時(shí)速率分別為 若 到達(dá)b點(diǎn)處時(shí)小