用圖像法解2017年高考全國理綜Ⅰ卷物理壓軸題

(甘肅省會寧縣第二中學，甘肅 白銀 730799)

用圖像法解2017年高考全國理綜Ⅰ卷物理壓軸題

曹養榮

(甘肅省會寧縣第二中學，甘肅 白銀 730799)

本文對2017年高考全國Ⅰ卷(理綜)物理壓軸題進行了深入探析，采用運動的合成與分解方法，根據速度圖像求解，解題過程簡潔明了。

本文系甘肅省教育科學“十三五”規劃2017年度課題“‘深度學習’教學改進與學科教研方式轉變研究”(批準號：GS[2017]GHB0111)的階段性成果。

高考物理；運動分解；圖像法

2017年高考全國Ⅰ卷理綜物理壓軸題是一道有關復合場的動力學問題，已知條件少，過程復雜，計算量大。如果采用運動的合成與分解法，根據速度圖像解之，將事半功倍。

1 原題呈現

真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處于位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續同樣一段時間后，油滴運動到B點，重力加速度大小為g，求：

(1) 油滴運動到B點時的速度；

(2) 求增大后的電場強度的大小；為保證后來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。

2 解析

圖1

(1) 油滴在電場力作用下的分運動關于時間軸具有對稱性，所以在2t1時刻油滴在電場力作用下的分速度仍然是v0。油滴在重力作用下做自由落體運動，經過2t1時間分速度為-2gt1。根據運動的合成，油滴在2t1時刻的實際(合)速度為vB=v0-2gt1。

(2)v-t圖線與時間軸所夾的“面積”之差，即為油滴在復合場中運動的位移，可正、可負。

評析：2017年高考全國卷Ⅰ物理壓軸題是一道有關復合場中的動力學問題。從運動的合成與分解角度切入，根據運動的獨立性，分別計算油滴在電場力和重力的作用下運動的分速度、分位移；然后再通過合成求實際(合)速度、(合)位移。并且借助速度圖像，利用幾何圖形計算速度、位移，難度將大大降低。

[1] 王金聚,肖優優.對2017全國高考理綜Ⅱ卷第25題解法的探析[J].物理之友,2017,(10).

[2] 宋正懷，劉紅琴.由2017年高考江蘇卷一道題談相對運動的處理[J].物理之友,2017,(10).

[3] 蔣金團，牛云景.2017年全國高考物理Ⅲ卷第21題的三種解法及其啟示[J].物理之友,2017,(9).

[4] 丁冠鋒,孟振洲.“探究動能定理”的實驗本質與復習教學策略探討[J].物理之友,2017,(2).

[5] 黃尚波.用圖像法巧解滑塊—木板模型問題——以2015年高考新課標全國卷Ⅰ壓軸題為例[J].物理之友,2016,(3).

[6] 蔣金團.巧解一類電場問題[J].物理之友,2017,(2).

[7] 代麗君,余朝陽.2017年高考物理全國卷Ⅲ壓軸題的多種解法探析[J].物理教師，2017,(8).