編者說
高考物理題中,常常存在一種隱藏的條件,它雖為解題所必須,卻沒有直接的文字敘述,巧妙地隱藏在題目的背后,不易被解題者所察覺,而往往又是解題的關鍵,暗示著解題的方法和途徑,也決定了答案的正確與否。
因此,物理解題時充分發(fā)掘和利用命題中的隱含條件,才能提高解題的完備性和準確性。
一、物理題中條件的隱含形式通常表現(xiàn)為以下幾種方式:
1.隱含在題給的物理術語中。
物理學中有許多名詞術語,往往隱含中某個常數(shù)。如:標準大氣壓;照明電路的電壓;水的密度和比熱容;空氣中的光速和聲速;g=9.8m/s2等。
這些數(shù)據(jù),題目中一般都不給出,要求解題者憑自己的記憶直接加以應用。
2.有些物理量,對于確定的對象來說,它是一個恒量。
如物體的質量、物質的密度、物質的比熱容、導體的電阻、燃料的熱值、電源的電壓、用電器上的銘牌標志等。
3.隱含在題給的物理現(xiàn)象中。
題設的條件中必然反映若干物理現(xiàn)象,這些現(xiàn)象本身就包含了解題所需的已知條件。例:“宇航員在運行的宇宙飛船中”示意宇航員處于失重狀態(tài);“通迅衛(wèi)星”示意衛(wèi)星運行角速度或周期與地球的相同,即同步;“導體處于平衡狀態(tài)”示意物體是等勢體,內部場強為零等。
4.隱含在物理模型的理想化條件中。
在習題中常將理想化條件隱含在有關詞語或題意中,需要運用理想模型去捕捉和挖掘。如質點和點電荷,都不計其形狀和大?。惠p質彈簧即不計其重;光滑表面即不計其摩擦;理想變壓器即不計功率損耗等。
5.隱含在臨界與極值問題里。
高中物理中的臨界與極值問題,雖然沒有在教學大綱或考試說明中明確提出,但近年高考試題中卻頻頻出現(xiàn)。
從以往的試題形式來看,有些直接在題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語對臨界狀態(tài)給出了明確的暗示。也有一些臨界問題中并不顯含上述常見的“臨界術語”,具有一定的隱蔽性,解題靈活性較大,審題時應力圖還原習題的物理情景,周密討論狀態(tài)的變化。
從以往試題的內容來看,對于物理臨界問題的考查主要集中在力和運動的關系部分,對于極值問題的考查則主要集中在力學或電學等權重較大的部分。
二、常見的重要臨界狀態(tài)及極值條件:
1.雨水從水平長度一定的光滑斜面形屋頂流淌時間最短——屋面傾角為45°。
2.從長斜面上某點平拋出的物體距離斜面最遠——速度與斜面平行時刻。
3.物體以初速度沿固定斜面恰好能勻速下滑(物體沖上固定斜面時恰好不再滑下)—μ=tgθ。
4.物體剛好滑動——靜摩擦力達到最大值。
5.兩個物體同向運動其間距離最大(最?。?mdash;—兩物體速度相等。
6.兩個物體同向運動相對速度最大(最?。?mdash;—兩物體加速度相等。
7.位移一定的先啟動后制動分段運動,在初、末速及兩段加速度一定時欲使全程歷時最短——中間無勻速段(位移一定的先啟動后制動分段勻變速運動,在初速及兩段加速度一定時欲使動力作用時間最短——到終點時末速恰好為零)
8.兩車恰不相撞——后車追上前車時兩車恰好等速。
9.加速運動的物體速度達到最大——恰好不再加速時的速度。
10.兩接觸的物體剛好分離——兩物體接觸但彈力恰好為零。
11.物體所能到達的最遠點——直線運動的物體到達該點時速度減小為零(曲線運動的物體軌跡恰與某邊界線相切)。
12.在排球場地3米線上方水平擊球欲成功的最低位置——既觸網(wǎng)又壓界。
13.木板或傳送帶上物體恰不滑落——物體到達末端時二者等速。
14.線(桿)端物在豎直面內做圓周運動恰能到圓周最高點—最高點繩拉力為零(=0v桿端)。
15.豎直面上運動的非約束物體達最高點——豎直分速度為零。
16.細線恰好拉直——細線繃直且拉力為零。
17.已知一分力方向及另一分力大小的分解問題中若第二分力恰為極小——兩分力垂直。
18.動態(tài)力分析的“兩變一恒”三力模型中“雙變力”極小——兩個變力垂直。
19.欲使物體在1F2F兩個力的作用下,沿與1F成銳角的直線運動,已知1F為定值,則2F最小時即恰好抵消1F在垂直速度方向的分力。
20.渡河中時間最短——船速垂直于河岸,即船速與河岸垂直(相當于靜水中渡河)。
21.船速大于水速的渡河中航程最短——“斜逆航行”且船速逆向上行分速度與水速抵消。
22.船速小于水速的渡河中航程最短——“斜逆航行”且船速與合速度垂直。
23.“圓柱體”滾上臺階最省力——使動力臂達最大值2R。
24.損失動能最?。ù螅┑呐鲎?mdash;—完全彈性(完全非彈性)碰撞。
25.簡諧運動速度最大——位移(恢復力、加速度)為零。
26.受迫振動振幅恰好達最大——驅動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相等。
27.只有機械能與電勢能相互轉化時,重力勢能與電勢能之和最小時,動能最大。
28.粒子恰不飛出勻強磁場——圓形軌跡與磁場邊界相切。
29.純電阻負載時電源輸出功率最大——內外電阻阻值相等。
30.滑動變阻器對稱式接法中阻值達最大——滑至中點。
31.傾斜安放的光滑導軌上的通電導體棒靜止時,所加勻強磁場方向若垂直于斜面的情況下磁感強度最小。
32.光從介質射向空氣時恰不射出——入射角等于臨界角。
33.剛好發(fā)生光電效應——入射光頻率等于極限頻率。
34.帶電粒子恰好被速度選擇器選中(霍爾效應、等離子發(fā)電)——電場力與洛力平衡。
35.“地面衛(wèi)星”(氫原子處于基態(tài))時,勢能最小、總能量最小、運動周期、角速度均最小;速度、向心力、加速度均最大。
高考物理題中,常常存在一種隱藏的條件,它雖為解題所必須,卻沒有直接的文字敘述,巧妙地隱藏在題目的背后,不易被解題者所察覺,而往往又是解題的關鍵,暗示著解題的方法和途徑,也決定了答案的正確與否。
因此,物理解題時充分發(fā)掘和利用命題中的隱含條件,才能提高解題的完備性和準確性。
一、物理題中條件的隱含形式通常表現(xiàn)為以下幾種方式:
1.隱含在題給的物理術語中。
物理學中有許多名詞術語,往往隱含中某個常數(shù)。如:標準大氣壓;照明電路的電壓;水的密度和比熱容;空氣中的光速和聲速;g=9.8m/s2等。
這些數(shù)據(jù),題目中一般都不給出,要求解題者憑自己的記憶直接加以應用。
2.有些物理量,對于確定的對象來說,它是一個恒量。
如物體的質量、物質的密度、物質的比熱容、導體的電阻、燃料的熱值、電源的電壓、用電器上的銘牌標志等。
3.隱含在題給的物理現(xiàn)象中。
題設的條件中必然反映若干物理現(xiàn)象,這些現(xiàn)象本身就包含了解題所需的已知條件。例:“宇航員在運行的宇宙飛船中”示意宇航員處于失重狀態(tài);“通迅衛(wèi)星”示意衛(wèi)星運行角速度或周期與地球的相同,即同步;“導體處于平衡狀態(tài)”示意物體是等勢體,內部場強為零等。
4.隱含在物理模型的理想化條件中。
在習題中常將理想化條件隱含在有關詞語或題意中,需要運用理想模型去捕捉和挖掘。如質點和點電荷,都不計其形狀和大?。惠p質彈簧即不計其重;光滑表面即不計其摩擦;理想變壓器即不計功率損耗等。
5.隱含在臨界與極值問題里。
高中物理中的臨界與極值問題,雖然沒有在教學大綱或考試說明中明確提出,但近年高考試題中卻頻頻出現(xiàn)。
從以往的試題形式來看,有些直接在題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語對臨界狀態(tài)給出了明確的暗示。也有一些臨界問題中并不顯含上述常見的“臨界術語”,具有一定的隱蔽性,解題靈活性較大,審題時應力圖還原習題的物理情景,周密討論狀態(tài)的變化。
從以往試題的內容來看,對于物理臨界問題的考查主要集中在力和運動的關系部分,對于極值問題的考查則主要集中在力學或電學等權重較大的部分。
二、常見的重要臨界狀態(tài)及極值條件:
1.雨水從水平長度一定的光滑斜面形屋頂流淌時間最短——屋面傾角為45°。
2.從長斜面上某點平拋出的物體距離斜面最遠——速度與斜面平行時刻。
3.物體以初速度沿固定斜面恰好能勻速下滑(物體沖上固定斜面時恰好不再滑下)—μ=tgθ。
4.物體剛好滑動——靜摩擦力達到最大值。
5.兩個物體同向運動其間距離最大(最?。?mdash;—兩物體速度相等。
6.兩個物體同向運動相對速度最大(最?。?mdash;—兩物體加速度相等。
7.位移一定的先啟動后制動分段運動,在初、末速及兩段加速度一定時欲使全程歷時最短——中間無勻速段(位移一定的先啟動后制動分段勻變速運動,在初速及兩段加速度一定時欲使動力作用時間最短——到終點時末速恰好為零)
8.兩車恰不相撞——后車追上前車時兩車恰好等速。
9.加速運動的物體速度達到最大——恰好不再加速時的速度。
10.兩接觸的物體剛好分離——兩物體接觸但彈力恰好為零。
11.物體所能到達的最遠點——直線運動的物體到達該點時速度減小為零(曲線運動的物體軌跡恰與某邊界線相切)。
12.在排球場地3米線上方水平擊球欲成功的最低位置——既觸網(wǎng)又壓界。
13.木板或傳送帶上物體恰不滑落——物體到達末端時二者等速。
14.線(桿)端物在豎直面內做圓周運動恰能到圓周最高點—最高點繩拉力為零(=0v桿端)。
15.豎直面上運動的非約束物體達最高點——豎直分速度為零。
16.細線恰好拉直——細線繃直且拉力為零。
17.已知一分力方向及另一分力大小的分解問題中若第二分力恰為極小——兩分力垂直。
18.動態(tài)力分析的“兩變一恒”三力模型中“雙變力”極小——兩個變力垂直。
19.欲使物體在1F2F兩個力的作用下,沿與1F成銳角的直線運動,已知1F為定值,則2F最小時即恰好抵消1F在垂直速度方向的分力。
20.渡河中時間最短——船速垂直于河岸,即船速與河岸垂直(相當于靜水中渡河)。
21.船速大于水速的渡河中航程最短——“斜逆航行”且船速逆向上行分速度與水速抵消。
22.船速小于水速的渡河中航程最短——“斜逆航行”且船速與合速度垂直。
23.“圓柱體”滾上臺階最省力——使動力臂達最大值2R。
24.損失動能最?。ù螅┑呐鲎?mdash;—完全彈性(完全非彈性)碰撞。
25.簡諧運動速度最大——位移(恢復力、加速度)為零。
26.受迫振動振幅恰好達最大——驅動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相等。
27.只有機械能與電勢能相互轉化時,重力勢能與電勢能之和最小時,動能最大。
28.粒子恰不飛出勻強磁場——圓形軌跡與磁場邊界相切。
29.純電阻負載時電源輸出功率最大——內外電阻阻值相等。
30.滑動變阻器對稱式接法中阻值達最大——滑至中點。
31.傾斜安放的光滑導軌上的通電導體棒靜止時,所加勻強磁場方向若垂直于斜面的情況下磁感強度最小。
32.光從介質射向空氣時恰不射出——入射角等于臨界角。
33.剛好發(fā)生光電效應——入射光頻率等于極限頻率。
34.帶電粒子恰好被速度選擇器選中(霍爾效應、等離子發(fā)電)——電場力與洛力平衡。
35.“地面衛(wèi)星”(氫原子處于基態(tài))時,勢能最小、總能量最小、運動周期、角速度均最小;速度、向心力、加速度均最大。