摘 要:物理學(xué)科綜合題是一種含有多過程、多對象、運用到物理規(guī)律、難度較大的題目。要能夠正確、規(guī)范求解,要注意物理綜合題的特點、解物理綜合題的思路、解物理綜合題的步驟及規(guī)范。
關(guān)鍵詞:物理綜合題;特點;思路;解題步驟;例析
一、物理綜合題的特點
物理學(xué)科綜合題可分為力學(xué)綜合、熱學(xué)綜合,電學(xué)綜合,力學(xué)與電學(xué)綜合,力學(xué)與熱學(xué)綜合,熱學(xué)與電學(xué)綜合。物理部分一般是3道理論大題,其中兩道力學(xué)題一道電學(xué)題,也有一道力學(xué)題兩道電學(xué)題的情況。力學(xué)綜合題涉及勻變速直線運動規(guī)律、牛頓運動定律、平拋運動與圓周運動規(guī)律、動能定理、動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律等知識的綜合;電學(xué)題則以帶電粒子在勻強電場、勻強磁場中的運動最為常見,有時還出現(xiàn)有關(guān)電磁感應(yīng)的綜合性大題,涉及電場、磁場、電磁感應(yīng)定律與力學(xué)規(guī)律的綜合。
試題往往呈現(xiàn)出研究對象的多體性、物理過程的復(fù)雜性、已知條件的隱含性、問題討論的多樣性、數(shù)學(xué)方法的技巧性和一題多解的靈活性等特點,能力要求較高。
二、解物理綜合題的思路
1.綜合法
綜合法就是通過題設(shè)條件,按順序?qū)σ阎獥l件的物理各過程和各因素聯(lián)系起來進(jìn)行綜合分析推出未知的思維方法,即從已知到未知的思維方法。此法要求從讀題開始,注意對題中的已知量進(jìn)行分析,追蹤尋求與已知量的關(guān)系,從而求出未知量。
2.分析法
分析法是綜合法的逆過程,它是從未知到已知的推理思維方法,是從待求量的分析入手,從相關(guān)的物理概念或公式中去追求到已知量的一種方法。要求這個量,必須知道哪些量,逐步尋求直至全部找出相聯(lián)系的物理過程和已知的關(guān)系,而后再從已知量寫到未知量。
三、解物理綜合題的步驟
1.審題
審題的過程就是認(rèn)真讀題,分析題意,收集題目信息的過程。對題目中的信息,要用簡單的形式(包括文字、符號、圖表、數(shù)據(jù)等)有序地記錄下來,并對所記錄的信息進(jìn)行分析、推理,從信息中找出對解題有用的已知條件,挖掘并轉(zhuǎn)化隱含條件。通過審題,發(fā)現(xiàn)題目中的已知條件,弄清題目中的物理對象、物理過程。通過分析思考,打通解題思路。
2.明確研究對象,進(jìn)行受力分析和運動分析
確定研究對象一般有隔離法和整體法,隔離分析法是把選定的研究對象從所在物理情境中抽取出來,加以研究分析的一種方法。需要用隔離法分析的問題,往往都有幾個研究對象,應(yīng)對它們逐一隔離分析、列式,并且還要找出這些隔離體之間的聯(lián)系,從而聯(lián)立求解。能用整體法盡量用整體法。
受力分析的基本方法是根據(jù)研究對象和周圍物體的關(guān)系,按場力(包括重力、電場力、磁場力等)、彈力、摩擦力的順序依次分析出物體所受的全部外力。不可編造和遺漏,可結(jié)合其運動情況用假設(shè)法分析。
對研究對象進(jìn)行運動分析,明確物理過程。注意運動的性質(zhì),弄cnKo3R5JJGsbh2DcrPmFO6brDxe81P5oMP/qoDkOAtM=清運動的物理量。當(dāng)物體有多個運動過程時,找出各運動的物理量的關(guān)系。注意物體在一定條件下可能出現(xiàn)各種運動情況。要弄清題目所描繪的是什么物理現(xiàn)象,同時明確研究對象所經(jīng)歷物理過程的前后狀態(tài)(即力學(xué)方面的運動分析,電學(xué)方面的電路分析與場況分析等,可同時畫出示意圖)。
3.選擇物理規(guī)律、列方程
選擇物理規(guī)律要根據(jù)物體的運動過程,找出與之相適應(yīng)的物理規(guī)律(定律或公式)及題目中給出(或暗示出)的某種等量關(guān)系,列出方程或方程組求解。解題方法概括起來主要有三種觀點,即三把“金鑰匙”(動力學(xué)觀點、動量觀點、能量觀點)。
牛頓運動定律可解決物體受力的瞬時作用,也可以結(jié)合運動學(xué)公式解決恒力作用下物體的運動;動量定理研究的是力的時間積累的效果,在已知條件和題目所求中,同時涉及力F和時間t或速度v和時間t的題目,應(yīng)首先考慮用動量定理來解;動能定理研究的是力的空間積累的效果,若在已知條件和題目所求中同時涉及力F和位移s或速度v和位移s,則應(yīng)首先從能量觀點著手,選用動能定理、能量守恒定律來解題。動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律,要具備守恒條件,且往往解決多對象的系統(tǒng)。
4.規(guī)范解物理綜合題
高中物理解題注意規(guī)范,包括文字?jǐn)⑹龊捅磉_(dá)式規(guī)范、演算過程規(guī)范、答案規(guī)范、解后反思等。列方程解題時,要先用簡潔準(zhǔn)確的語言指明列方程的物理根據(jù)(對哪個對象、哪個狀態(tài)或過程運用哪個規(guī)律),再根據(jù)基本規(guī)律列出原理方程。既準(zhǔn)確地反映出解題者的思路和方法,也反映了物理的特點。
注意演算過程規(guī)范。列出方程后,由方程導(dǎo)出最后結(jié)果的過程就是演算過程。寫出重要的演算步驟既是物理學(xué)科的特點,也是高考評分標(biāo)準(zhǔn)的要求。規(guī)范的演算過程主要有三步:(1)根據(jù)方程導(dǎo)出由已知量表達(dá)的待求量關(guān)系式;(2)將統(tǒng)一單位后的已知量的數(shù)據(jù)代入;(3)最后的計算結(jié)果。為了解題過程簡潔,也可以不代入數(shù)據(jù)。
答案是解題過程的重要組成部分,規(guī)范的答案能清晰地反映出解題的最后結(jié)果。答案規(guī)范是指答案準(zhǔn)確、簡潔、全面。既要注意計算結(jié)果的驗證、取舍,還要注意答案的完整,如牛頓第三定律的應(yīng)用,矢量的大小、方向等。
解題后反思一下解題過程中應(yīng)用的基礎(chǔ)知識和基本技能,想一下解題受阻時應(yīng)用的是哪些知識和技巧,應(yīng)用這些知識和技巧為什么出現(xiàn)錯誤,應(yīng)用另一些知識技巧為什么會使問題順利解決。
四、典型物理綜合題例析
例題:電視機(jī)的顯像管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后,進(jìn)入一圓形勻強磁場區(qū),如下圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為O,半徑為r。當(dāng)不加磁場時,電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P,需要加磁場,使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度θ,此時磁場的磁感應(yīng)強度B應(yīng)為多少?
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