物理模型與過(guò)程分析浙江省衢州高級(jí)中學(xué)陶琪浩第1頁(yè)近幾年全國(guó)各地高考?jí)狠S題1、力學(xué)類綜合問題萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)物體多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程浙江理綜第24題物體間摩擦或經(jīng)過(guò)彈簧、繩（桿）相互作用第2頁(yè)2、帶電粒子（帶電體）運(yùn)動(dòng)問題在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)浙江理綜第25題在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)浙江理綜第24題在電場(chǎng)和磁場(chǎng)遞次作用下運(yùn)動(dòng)在各種場(chǎng)并存空間運(yùn)動(dòng)浙江理綜第25題第3頁(yè)3、力學(xué)與電磁感應(yīng)、電路綜合問題電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合力、電綜合問題浙江理綜第23題浙江理綜第25題第4頁(yè)試題與基本知識(shí)點(diǎn)對(duì)照浙江理綜試題

基本知識(shí)點(diǎn)

浙江理綜第24題物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)速度平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)能定理浙江理綜第25題類平拋運(yùn)動(dòng)恰好離開極板時(shí)臨界條件浙江理綜第24題α射線β射線γ射線及其穿透力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛侖茲力方向判定

浙江理綜第25題帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛侖茲力方向判定圓簡(jiǎn)單幾何關(guān)系浙江理綜第23題力平衡、電路計(jì)算、安培力、能量守恒浙江理綜第25題轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算右手定則等效電路第5頁(yè)23.（20分）如圖所表示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過(guò)O點(diǎn)垂直紙面水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，垂直紙面寬度為L(zhǎng)2。在膜下端（圖中A處）掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)2導(dǎo)體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大太陽(yáng)能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上全部光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到光能（設(shè)垂直于入射光單位面積上光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處于方向豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，并與光電池組成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫出）。（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成θ=600時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度大小和光電池輸出功率。（2）當(dāng)θ變成450時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒平衡外，還能輸出多少額外電功率？第6頁(yè)從上述數(shù)據(jù)能夠看出，絕大部分學(xué)生只能得到二分之一分?jǐn)?shù)及以下，對(duì)本題無(wú)從下手占38.7%，會(huì)寫寫公式得2、4分占27.4%，能夠算出電流得6分和算出功率得8分占10.69%。從閱卷情況看，能夠真正讀懂題意，了解題意應(yīng)該是得分在14分以上同學(xué)，而在這少部分同學(xué)中能拿滿分僅占總?cè)藬?shù)3.2%。得分02468101214161820%38.714.812.63.57.198.292.28.90.30.33.2理綜23題滿分20分，平均得分是在4.67分左右,下表列出了各種得分分值所對(duì)應(yīng)考生百分比第7頁(yè)考查基本知識(shí)點(diǎn)力平衡、電路計(jì)算、安培力、能量守恒等知識(shí)。第8頁(yè)客觀講，23題題目給考生設(shè)置了較多難點(diǎn)1.信息量大，題目表述抽象整道題目共有375個(gè)字，包括到材料有輕質(zhì)柔軟反射膜、導(dǎo)體棒、太陽(yáng)能光電池板，這些材料首先就讓學(xué)生揪心，包括到物理量有光能、電能、磁場(chǎng)、電壓、電流強(qiáng)度、輸出功率、額外功率以及沒有直接表述安培力等，這么多概念也足以讓學(xué)生心煩意亂。幾遍看下來(lái)，無(wú)法理清題目意思，感覺很抽象。2.平面與立體、示意圖與實(shí)際電路圖轉(zhuǎn)換困難題目中配圖是一個(gè)平面示意圖，考生必須經(jīng)過(guò)題目標(biāo)閱讀建立起立體空間圖形，初步建立電源（光電池板）與外電路（導(dǎo)體棒）之間回路。這么一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程對(duì)考生來(lái)講無(wú)疑又是多了一道障礙。3.新材料導(dǎo)體棒性能1問到2問，角度由60度改成45度，光電池板上接收到光能，輸出電流隨之發(fā)生改變，不過(guò)光電池輸出電壓恒定，這是怎么實(shí)現(xiàn)，到底是怎么樣一個(gè)新材料導(dǎo)體棒，給考生帶來(lái)了疑問。第9頁(yè)考查過(guò)程分析能力經(jīng)過(guò)分析試題信息，建立太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能裝置立體模型、輸出電能電路結(jié)構(gòu)模型、新材料導(dǎo)體棒導(dǎo)電性能模型。第10頁(yè)面對(duì)高考，學(xué)生必須學(xué)會(huì)：抽象、隱蔽過(guò)程簡(jiǎn)單過(guò)程基本物理模型過(guò)程分析閱讀了解能力綜合分析能力第11頁(yè)高中階段物理模型能夠分為：1、物質(zhì)模型物質(zhì)可分為實(shí)體物質(zhì)和場(chǎng)物質(zhì)。

實(shí)體物質(zhì)模型:質(zhì)點(diǎn)、輕質(zhì)彈簧等；點(diǎn)電荷、平行板電容器等。場(chǎng)物質(zhì)模型:勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)等。2、作用模型輕桿、輕彈簧、不可伸縮繩、剛體（不能發(fā)生形變物體）……第12頁(yè)3、過(guò)程模型

在研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等；勻速直線運(yùn)動(dòng)平拋（類平拋）運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型受力分析解題方法慣用能量觀點(diǎn)主要用力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系規(guī)律分析（也用能量觀點(diǎn)）協(xié)力與初始狀態(tài)。。。。。。第13頁(yè)全部這些基本模型就是我們?cè)诘谝惠啅?fù)習(xí)中落實(shí)一個(gè)個(gè)考點(diǎn)。如今離高考還有兩個(gè)月，我和學(xué)生還需要做些什么呢？第14頁(yè)學(xué)校組織一次理綜考試有這么一道題第15頁(yè)第16頁(yè)為處理本題第二個(gè)問題，需先了解以下知識(shí)：

第17頁(yè)然后進(jìn)行以下等效假如學(xué)生能順利處理這一問題，表明對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)了解并能進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用。不過(guò)在第三問解答上還是會(huì)碰到困難，許許多多同學(xué)依然感覺無(wú)從下手。因?yàn)檫@一問隱藏更深。第18頁(yè)

首先電路進(jìn)行等效：其次，畫出“7V，250Ω”電源特征曲線；

第三步，在原圖上畫出RA+RB特征曲線。

經(jīng)過(guò)平時(shí)練習(xí)要讓學(xué)生深信：再?gòu)?fù)雜問題都是源自于最基本模型，處理問題最好方法就是要從根源出發(fā)，讓一切回到起點(diǎn)。第19頁(yè)第20頁(yè)

定下問題處理思緒，然后才有可能去想方設(shè)法完成第三步。

題目至此，已經(jīng)沒有必要再提第四個(gè)問題，假如一定要將RA、RB并聯(lián)再考一次，那我們就如法炮制。第21頁(yè)在僅剩兩個(gè)月時(shí)間里，我想和學(xué)生一起多做做這么事情：

把許許多多問題提煉成一個(gè)最基本物理模型。第22頁(yè)以閉合電路歐姆定律為例伏安特征曲線測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電路動(dòng)態(tài)分析歐姆表原理各類電路計(jì)算（含電路能量分析）第23頁(yè)

測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻第24頁(yè)

從根源出發(fā)，真正了解了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻原理后，當(dāng)學(xué)生面對(duì)這方面考題時(shí)就能做到以不變應(yīng)萬(wàn)變。在僅剩兩個(gè)月時(shí)間里，我還想和學(xué)生一起多做做這么事情：把一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程連接到一起，變成一個(gè)基本“物理模型”。第25頁(yè)對(duì)機(jī)動(dòng)車等交通工具，在開啟時(shí)候，通常有兩種開啟方式，即以恒定加速度開啟和以恒定功率開啟。兩種起動(dòng)方式能夠合并在一起進(jìn)行了解。

過(guò)程分析受力分析運(yùn)動(dòng)分析功率分析第26頁(yè)浙江省高中物理學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見（）關(guān)于“功率”發(fā)展要求中第3點(diǎn)是“能分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與汽車速度之間關(guān)系”。緊跟著說(shuō)明“不要求定量討論機(jī)車以恒定功率起動(dòng)和勻加速起動(dòng)問題”。對(duì)于這個(gè)意見，該怎么了解呢？請(qǐng)看浙江理綜第24題第27頁(yè)節(jié)能混合動(dòng)力車是一個(gè)能夠利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力起源汽車．有一質(zhì)量m＝1000kg混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以v1＝90km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為P＝50kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，馬上開啟利用電磁阻尼帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L＝72m后，速度變?yōu)関2＝72km/h.此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率1/5用于轎車牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)能量最終有50%轉(zhuǎn)化為電池電能．假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變．求：

(1)轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻大??；(2)轎車從90km/h減速到72km/h過(guò)程中，取得電能E電；(3)轎車僅用其在上述減速過(guò)程中取得電能E電維持72km/h勻速運(yùn)動(dòng)距離L′.第28頁(yè)這道題目考了下面V-t圖象中三個(gè)過(guò)程：第一問考是上圖中③這一過(guò)程，第二問考是上圖中④這一過(guò)程，第三問考是上圖中⑤這一過(guò)程。這三個(gè)過(guò)程都在教學(xué)指導(dǎo)意見框架之內(nèi)，尤其是第二問相當(dāng)巧妙，考一個(gè)減速過(guò)程。很清楚：③過(guò)程分析離不開①和②，熟練進(jìn)行過(guò)程②分析是可能正確分析④過(guò)程一個(gè)基礎(chǔ)。第29頁(yè)讓學(xué)生對(duì)這么一個(gè)過(guò)程爛熟于胸，讓這整個(gè)過(guò)程也成為學(xué)生頭腦中一個(gè)基本“物理模型”是我很想要實(shí)現(xiàn)一件事情。之所以這么歸納是因?yàn)檫@5種運(yùn)動(dòng)過(guò)程涵概了高中階段幾乎全部直線運(yùn)動(dòng)，包含電磁感應(yīng)中導(dǎo)體棒經(jīng)典運(yùn)動(dòng)過(guò)程。第30頁(yè)為此，我們又為機(jī)車起動(dòng)過(guò)程專門借助“化曲為直”思想畫了F-1/V圖象。第31頁(yè)物理模型是基礎(chǔ)，過(guò)程分析是能力。這么做目標(biāo)就是讓學(xué)生能將試題中抽象、隱藏過(guò)程轉(zhuǎn)化為形象、詳細(xì)圖景，建立物理學(xué)模型；能將試題所提供物理過(guò)程或物理情境分解為若干簡(jiǎn)單過(guò)程。這么做目標(biāo)就是為了提升學(xué)生過(guò)程分析能力。因?yàn)槲乙恢闭J(rèn)為只有當(dāng)學(xué)生知識(shí)由點(diǎn)連成線，由線交織成面……才能更加好從練習(xí)中去體會(huì)過(guò)程分析。提煉、歸納本身也是一次過(guò)程分析。第32頁(yè)從近幾年高考題來(lái)看，過(guò)程主要分三種：第一、題目中沒有明確研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)過(guò)程，存在各種可能性，需要學(xué)生依據(jù)題目給出條件做出判斷。浙江理綜第24題第二、研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)過(guò)程已經(jīng)確定，需要學(xué)生把過(guò)程拆分成幾個(gè)步驟，并對(duì)其逐一分析。浙江理綜卷第24題第三、過(guò)程存在循環(huán)性，而且循環(huán)