高中物理备考与解题策略

高中物理备考与解题策略

高中物理备考与解题策略 洪奇标 一、构建物理模型等效类比解题 随着高考改革的深入，新高考更加突出对考生应用能力及创新能力的考查，大量实践应用型、信息给予型、估算型命题频繁出现于卷面，由此，如何于实际情景中构建物理模型借助物理规律解决实际问题则成了一个重要环节。‎ ‎1.案例探究 例1:如图1所示,在光滑的水平面上静止着两小车A和B，在A车上固定着强磁铁，总质量为5 kg，B车上固定着一个闭合的螺线管．B车的总质量为10 kg．现给B车一个水平向左的100 N·s瞬间冲量，若两车在运动过程中不发生直接碰撞，则相互作用过程中产生的热能是多少？‎ 图1‎ 命题意图：以动量守恒定律、能的转化守恒定律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、推理能力，等效类比模型转换的知识迁移能力．‎ 错解分析：通过类比等效的思维方法将该碰撞等效为子弹击木块（未穿出）的物理模型，是切入的关键，也是考生思路受阻的障碍点．‎ 解题方法与技巧：由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动，A、B两车之间就产生排斥力，以A、B两车为研究对象，它们所受合外力为零．动量守恒，当A、B车速度相等时，两车相互作用结束，据以上分析可得：‎ I=mBvB=(mA+mB)v,vB== m/s=10 m/s,‎ v==6．7 m/s 从B车运动到两车相对静止过程，系统减少的机械能转化成电能，电能通过电阻发热，转化为焦耳热．根据能量转化与守恒：‎ Q=mBv2- (mA+mB)v2‎ ‎ =×10×102-×15×()2 J=166．7 J ‎2.解题策略与思路 理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体．‎ 高考命题以能力立意，而能力立意又常以问题立意为切入点，千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的．而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原，求结果的过程．‎ 运用物理模型解题的基本程序：‎ ‎（1）通过审题，摄取题目信息．如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等．‎ ‎（2）弄清题给信息的诸因素中什么是起主要因素．‎ ‎（3）在寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规命题．‎ ‎（4）选择相关的物理规律求解．‎ 二、实际应用型命题求解策略 实际应用型命题，常以日常生活与现代科技应用为背景，要求学生对试题所展示的实际情景进行分析，判断，弄清物理情景，抽象出物理模型．然后运用相应的物理知识得出正确的结论．其特点为选材灵活、形态复杂、立意新颖．对考生的理解能力，推理能力，综合分析应用能力，尤其是从背景材料中抽象、概括构建物理模型的能力要求较高，是应考的难点．‎ 锦囊妙计 ‎1.案例探究 例2：侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少?设地球的半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T．‎ 命题意图：考查考生综合分析能力、空间想象能力及实际应用能力．‎ 错解分析：考生没能对整个物理情景深入分析，不能从极地卫星绕地球运行与地球自转的关联关系中找出θ=2π，从而使解题受阻．‎ 解题方法与技巧：将极地侦察卫星看作质点(模型)，其运动看作匀速圆周运动(模型)，设其周期为T１，‎ 则有：＝m ①‎ 地面处重力加速度为g，有 ‎＝m０g ②‎ 由①②得到卫星的周期：Ｔ１＝ 其中：r＝ｈ＋R 地球自转周期为T，则卫星绕行一周的过程中，地球自转转过的角度为：‎ θ＝２π 卫星每经赤道上空时，摄像机应至少拍摄赤道圆周的弧长为 s＝θR＝２πR＝‎ ‎2.高考走势 实际应用型命题不仅能考查考生分析问题和解决实际问题的能力，而且能检验考生的潜能和素质，有较好的区分度， 有利于选拔人才．近几年高考题加大了对理论联系实际的考查，突出“学以致用”，充分体现了由知识立意向能力立意转变的高考命题方向．‎ ‎3.解题策略与思路 解决实际应用型题目的过程，实质是对复杂的实际问题的本质因素(如运动的实际物体，问题的条件，物体的运动过程等)加以抽象、概括，通过纯化简化，构建相关物理模型，依相应物理规律求解并还原为实际问题终结答案的过程．其解题思路为：‎ 首先，摄取背景信息，构建物理模型．实际题目中，错综的信息材料包含着复杂的物理因素，要求考生在获取信息的感性认识基础上，对题目信息加工提炼，通过抽象、概括、类比联想、启发迁移等创造性的思维活动，构建出相关的模型(如对象模型、条件模型和过程模型等)．‎ 其次，要弄清实际问题所蕴含的物理情景，挖掘实际问题中隐含的物理条件，化解物理过程层次，探明物理过程的中间状态，理顺物理过程中诸因素的相互依存，制约的关系，寻求物理过程所遵循的物理规律，据规律得出条件与结果间的关系方程，进而依常规步骤求解结果．‎ 三、物理解题中的数学应用 数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法．为物理学的数量分析和计算提供有力工具．中学物理教学大纲对学生应用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求．‎ ‎1.案例探究 例3：一弹性小球自ｈ０＝５ m高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到碰前的7/9，不计每次碰撞时间，计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程和时间．‎ 命题意图：考查综合分析、归纳推理能力．‎ 错解分析：考生不能通过对开始的几个重复的物理过程的分析，归纳出位移和时间变化的通项公式致使无法对数列求和得出答案．‎ 解题方法与技巧：（数列法）‎ 设小球第一次落地时速度为v０，则：‎ v０＝＝１０ m/s 那么第二，第三，……，第n＋１次落地速度分别为：‎ v１＝v０，v２＝（）２v０，…，vn＝（）nv０‎ 小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为ｈ０＝５ m，小球第一次与地相碰 到第二次与地相碰经过的路程是：‎ L１＝２×＝２×v０２＝１０×（)２‎ 小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过的路程为L２，‎ L２＝２×＝１０×（）４‎ 由数学归纳法可知，小球第n次到第n＋１次与地相碰经过的路程为Ln：‎ Ln＝１０×（）２n 故整个过程总路程ｓ为：‎ ｓ＝ｈ+（L１＋L２＋…＋Ln）‎ ‎＝５＋10［（）２＋（）４＋…＋（）２n］‎ 可以看出括号内的和为无穷等比数列的和．由等比无穷递减数列公式Sn＝得：‎ ｓ＝５＋10×　m＝20．3 m 小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间：‎ t０＝＝１ｓ 小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的时间为：‎ t１＝２×＝２×ｓ 同理可得：tn＝２×（）n　ｓ t＝t０＋t１＋t２＋…＋tn ‎＝１＋２×［（）＋（）２＋…＋（）n］ｓ ‎＝［１＋２×］ｓ＝（１＋７）ｓ＝８ｓ．‎ ‎2.解题策略与思路 ‎（1）.高考命题特点 高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用，借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题．可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程．‎ ‎（2）.数学知识与方法 物理解题运用的数学方法通常包括方程(组)法、比例法、数列法、函数法、几何(图形辅助)法、图象法、微元法等．‎ ‎<1>．方程法 物理习题中，方程组是由描述物理情景中的物理概念，物理基本规律，各种物理量间数值关系，时间关系，空间关系的各种数学关系方程组成的．‎ 列方程组解题的步骤 ‎①弄清研究对象，理清物理过程和状态，建立物理模型．‎ ‎②按照物理情境中物理现象发生的先后顺序，建立物理概念方程，形成方程组骨架．‎ ‎③据具体题目的要求以及各种条件，分析各物理概念方程之间、物理量之间的关系，建立条件方程，使方程组成完整的整体．‎ ‎④对方程求解，并据物理意义对结果作出表述或检验．‎ ‎<2>．比例法 比例计算法可以避开与解题无关的量，直接列出已知和未知的比例式进行计算，使解题过程大为简化．应用比例法解物理题，要讨论物理公式中变量之间的比例关系，清楚公式的物理意义，每个量在公式中的作用，所要讨论的比例关系是否成立．同时要注意以下几点：‎ ‎①比例条件是否满足：物理过程中的变量往往有多个．讨论某两个量比例关系时要注意只有其他量为常量时才能成比例．‎ ‎②比例是否符合物理意义：不能仅从数学关系来看物理公式中各量的比例关系，要注意每个物理量的意义(例：不能据R＝认定为电阻与电压成正比)．‎ ‎③比例是否存在：讨论某公式中两个量的比例关系时，要注意其他量是否能认为是不 变量，如果该条件不成立，比例也不能成立．(例在串联电路中，不能认为Ｐ＝中，P与R成反比，因为R变化的同时，U随之变化而并非常量)‎ ‎<3>．数列法 凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、重复性的共同特点，但每一个重复过程均不是原来的完全重复，是一种变化了的重复，随着物理过程的重复，某些物理量逐步发生着“前后有联系的变化”．该类问题求解的基本思路为：‎ ‎①逐个分析开始的几个物理过程。‎ ‎②利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式(是解题的关键)，最后分析整个物理过程，应用数列特点和规律解决物理问题。‎ ‎③无穷数列的求和，一般是无穷递减等比数列，有相应的公式可用。‎ ‎<4>．圆的知识应用 与圆有关的几何知识在物理解题中力学部分和电学部分均有应用，尤其带电粒子在匀强磁场中做圆周运动应用最多，其难点往往在圆心与半径的确定上，其方法有以下几种：‎ ‎①依切线的性质定理确定：从已给的圆弧上找两条不平行的切线和对应的切点，过切点做切线的垂线，两条垂线的交点为圆心，圆心与切点的连线为半径．‎ ‎②依垂径定理(垂直于弦的直径平分该弦，并平分弦所对的弧)和相交弦定理(如果弦与直径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项)来确定半径：如图2．‎ 由BＥ２＝CＥ×ＥＤ＝CE×（２R－CＥ）‎ 得R＝＋‎ 也可用勾股定理得到：‎ 图2‎ ＯB２＝（ＯC－CＥ）２＋ＥB２，R2＝（R－CＥ）２＋ＥB２‎ 此两种求半径的方法，常用于带电粒子在匀强磁场中运动的习题中．‎ 四、物理多解问题分析策略 多解问题是高考卷面常见的题型之一，部分考生往往对试题中题设条件的可能性、物理过程的多样性及物体运动的周期性等因素分析不全，认识不透，往往出现漏解的失误．多解问题的求解是高考的难点之一．‎ ‎1.案例探究 例4：一列正弦横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距sab＝６m的两质点，t=0，b点正好振动到最高点而a点恰好经过平衡位置向上运动，已知这列波的频率为25 Hz．‎ ‎(1)设a、b在x轴上的距离小于一个波长，试求出该波的波速．‎ ‎(2)设a、b在x轴上的距离大于一个波长，试求出该波的波速，若波速为40 m/s时，求波的传播方向．‎ 命题意图：考查理解能力、推理及分析综合能力，尤其空间想象能力．‎ 错解分析：思维发散能力差，无法依据波的空间周期性与时间周期性，结合波动方向与质点振动方向间的关系，寻找所有可能解，而出现漏解情况．‎ ‎2.解题方法与思路：‎ (1) 若波向右传播，a和b两质点应于如图3所示的a１和ｂ１的两位置．sab=‎ λ１＝6m．λ１＝8m向右传播的波速v１＝λ１f＝200 m/s 图3‎ 若波向左传播，a和b两质点应分别位于图中a２和ｂ１两位置．sab＝λ２＝6 m，λ２＝24 m，向左传播的波速v２＝λ２F＝600 m/s．‎ ‎(2)因a，b在x轴上的距离大于一个波长，若波向右传播，a质点若位于图中a1的位置，则b质点可位于b１，b２，…等位置，此时，sab＝λ右＋nλ右=6 m(n=1,2,3，…），λ右＝ m，向右传播的波速v右＝λ右f= m/s．(n=1,2,3…)‎ 若波向左传播，a质点若位于图中的a２的位置，则b质点可位于b１，b２，…等位置，此时，sab＝λ左＋nλ左＝６ m λ左＝ m ．向左传播的波速v左＝λ左f= m/s(n=1,2,3，…)‎ 当波速为40 m/s时，该波向左传播，应有： =40，n=，无整数解，故不可能向左．设波向右传播，有：＝４０，n＝３，故可以判定当波速为40 m/s时，波传播的方向是由左向右．‎ ‎1.高考走势 某一物理问题通过不同的思路、方法求得符合题设条件的同一结论；或某一物理问题通过同一思路、方法求得符合题设条件的多个不同答案，统称物理问题的多解．预计今后高考试卷仍将有该类命题呈现．‎ ‎2.审题指要 物理多解问题，主要考查考生审题解题的思维的发散能力，具体表现为对题设条件、情景、设问、结论及研究对象特性、物理过程、物体运动形式等各自隐含的可能性进行推测判断的能力．多解问题的求解关键在于审题的细致深入及多解存在的预测．‎ 审题过程中应注意以下几点：‎ ‎(1)．仔细推敲题设条件，判断多解的可能性．‎ 一般来说，对于题设条件不明确(模糊因素较多)，需要讨论可能性的题目(俗称讨论题)，往往会出现多解(一般为不定解)．要求考生对题目条件全面细致地推敲，列举分析条件的多种可能，选取相关的规律，求解各种不同的答案．如：弹性碰撞问题中物体质量交待不明、追及问题中力和运动方向交待不明、波的传播问题中传播方向交待不清、透镜成像问题中透镜性质、成像虚实不明、带电粒子在场中运动问题电荷性质不明等都可形成题目的多解，应引起重视．‎ ‎(2)．深入分析题目背景下的研究对象、运动形式及物理过程的特点，判断多解的可能性．有些问题中的研究对象具有自身特性，也可使问题出现多解．如：电阻的串联或并联，电池的串联或并联，弹簧的伸与缩，带电的正与负等，都可使问题出现多解．‎ 有些物理问题中，研究对象的运动具有周期性特点，可造成问题的多解．如：圆周运动问题，弹簧振子的振动问题，波的传播问题，单摆的摆动问题等都需全面分析出现多解的可能性，以免漏解．‎ ‎(3)．巧妙透析设问隐语，判断多解的可能性．‎ 有些题目的设问本身就隐含着多解的可能．例题设问中常含有“至多”“至少”“求……的范围”“满足……的条件”等隐语，则该题目有产生多解的可能．要求考生务必深入分析物理过程，推理寻找临界条件或临界状态，选取相应规律求得该类题目的多解(一般为范围解)．‎ 五、物理动态问题分析 描述物理现象的各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系，当其中某个物理量变化时，其他物理量也将按照物理规律发生变化，许多命题以此设计情景要求对这种变化进行分析、讨论，即物理动态问题．该类问题集中考查考生慎密的逻辑推理能力和综合分析能力，是历届高考的热点问题和难点问题．‎ ‎1.案例探究 图4‎ 例5：如图4所示，在电场强度E=5 N/C的匀强电场和磁感应强度B=2 T的匀强磁场中，沿平行于电场、垂直于磁场方向放一长绝缘杆，杆上套一个质量为m=10-4 kg，带电量q=2×10-4 C的小球，小球与杆间的动摩擦因数μ=0.2，小球从静止开始沿杆运动的加速度和速度各怎样变化？‎ 命题意图：考查综合分析及推理能力，B级要求．‎ 错解分析：考生往往不能沿各物理量先后的变化顺序理顺各量制约关系，或者找不到物理过程中的突变点（即临界状态）无法将过程分段逐段分析推理，列出方程．‎ 解题方法与技巧：带电小球在竖直方向上受力平衡，开始沿水平方向运动的瞬间加速度：‎ a1==8 m/s2‎ 小球开始运动后加速度：‎ a2=［qE-μ(mg-qvB)］/m,由于小球做加速运动，洛伦兹力F磁增大，摩擦力Ff逐渐减小，当mg=F磁时，Ff =0，加速度最大，其最大值为：a3==10 m/s2．‎ 随着速度v的增大，F磁＞mg,杆对球的弹力N改变方向，又有摩擦力作用，其加速度:a4=［qE-μ(qvB-mg)］/m．可见Ff随v的增大而增大，a4逐渐减小．当Ff=F电时，加速度a5=0,此时速度最大，此后做匀速运动．‎ 由qE=μ(qvB-mg)解得v=15 m/s．‎ 结论：小球沿杆运动的加速度由8 m/s2逐渐增大到10 m/s2,接着又逐渐减小到零，最后以15 m/s的速度做匀速运动．‎ ‎2.解题策略与思路 物理动态命题能够突出考查考生综合分析、严密推理、灵活运用所学知识解决实际问题的综合能力，充分暴露考生思维的深刻性、全面性等品质，是高考突出能力考查的命题设计方向之一．突破该类命题的关键在于首先区分出变量和不变量，挖掘变量间的相互依赖相互制约关系；其次通过统筹分析，依据物理规律判断预测变量的变化趋势，进而找出解题思路．‎ 一般来讲，（1）对于静力学动态问题（例1），宜采用“矢量图解法”，将某一力据其作用效果分解，构建示意图，将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来，达到简洁迅速的判断目的．（2）对于直流电路动态问题（例2），宜采用“结构分析法”，沿“局部→整体→局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论．（3）对于动力学类动态问题（例3）及成像类动态问题宜采用“逐段分析法”及“临界分析法”．其基本思路为：①深入分析物理过程；②挖掘物理过程中的临界状态及临界条件，将过程分为不同阶段；③明确不同阶段的变化量与不变量；④结合物理规律依物理量的变化先后进行逻辑推理或计算，得出结论．‎ 六、数形结合思想与图象法解题 数形结合是一种重要的数学思想方法，在物理解题中有着广泛的应用，图象法解题便是一例．在高考命题中屡次渗透考查．‎ ‎1.案例探究 例6：用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图5所示，根据图线回答：‎ ‎（1）干电池的电动势和内电阻各多大？‎ ‎（2）图线上a点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功率是多少？‎ 图5‎ ‎（3）图线上a、b两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？‎ ‎（4）在此实验中，电源最大输出功率是多大？‎ 命题意图：考查考生认识、理解并运用物理图象的能力．B级要求．‎ 错解分析：考生对该图象物理意义理解不深刻．无法据特殊点、斜率等找出E、r、R，无法结合直流电路的相关知识求解．‎ 解题方法与技巧：利用题目给予图象回答问题，首先应识图（从对应值、斜率、截面、面积、横纵坐标代表的物理量等），理解图象的物理意义及描述的物理过程：由U-I图象知E=1．5 V，斜率表内阻，外阻为图线上某点纵坐标与横坐标比值；当电源内外电阻相等时，电源输出功率最大．‎ ‎（1）开路时（I=0）的路端电压即电源电动势，因此E=1．5 V，内电阻r== Ω=0．2 Ω 也可由图线斜率的绝对值即内阻，有r= Ω=0．2 Ω ‎（2）a点对应外电阻Ra== Ω=0．4 Ω 此时电源内部的热耗功率Pr=Ia2r=2．52×0．2=1．25 W，也可以由面积差求得Pr=IaE-IaUa=2．5×(1．5-1．0) W=1．25 W ‎（3）电阻之比：==‎ 输出功率之比：==‎ ‎（4）电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时，此时路端电压U=E/2，干路电流 I=I短/2，因而最大输出功率P出m=× W=2．81 W 当然直接用P出m=E2/4r计算或由对称性找乘积IU（对应于图线上的面积）的最大值，也可以求出此值．‎ ‎2.解题策略与思路 数形结合是一种重要的数学方法，其应用大致可分为两种情况：或借助于数的精确性来阐明形的某些属性，或借助于形的几何直观性来阐明数之间某种关系．图象法解题便是一例。‎ 由于图象在中学物理中有着广泛应用：（1）能形象地表述物理规律；（2）能直观地描述物理过程；（3）鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势．所以有关以图象及其运用为背景的命题，成为历届高考考查的热点，它要求考生能做到三会：（1）会识图：认识图象，理解图象的物理意义；（2）会做图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象，且能对图象变形或转换；（3）会用图：能用图象分析实验，用图象描述复杂的物理过程，用图象法来解决物理问题．‎ 通常我们遇到的图象问题可以分为图象的选择、描绘、变换、分析和计算，以及运用图象法求解物理问题几大类：‎ ‎（1）求解物理图象的选择（可称之为“选图题”）类问题可用"排除法"．即排除与题目要求相违背的图象，留下正确图象；也可用"对照法"，即按照题目要求画出正确草图，再与选项对照解决此类问题的关键就是把握图象特点、分析相关物理量的函数关系或物理过程的变化规律．‎ ‎（2）求解物理图象的描绘（可称之为“作图题”）问题的方法是，首先和解常规题一样，仔细分析物理现象，弄清物理过程，求解有关物理量或分析其与相关物理量间的变化关系，然后正确无误地作出图象．在描绘图象时，要注意物理量的单位，坐标轴标度的适当选择及函数图象的特征等．‎ ‎（3）处理有关图象的变换问题，首先要识图，即读懂已知图象表示的物理规律或物理过程，然后再根据所求图象与已知图象的联系，进行图象间的变换．‎ ‎（4）在定性分析物理图象时，要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量，要区分图象中相关物理量的正负值物理意义，要注意分析各段不同函数形式的图线所表征的物理过程．要弄清图象物理意义，借助有关的物理概念、公式、定理和定律作出分析判断，而对物理图象定量计算时，要搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系，要善于挖掘图象中的隐含条件．明确有关图线所包围的面积、图象在某位置的斜率（或其绝对值）、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义．根据图象所描绘的物理过程，运用相应的物理规律计算求解．‎ ‎（5）在利用图象法求解物理问题（可称之为“用图题”）时，要根据题意把抽象的物理过程用图线表示出来，将物理间的代数关系转化为几何关系、运用图象直观、简明的特点，分析解决物理问题．‎ 七、对称思想在物理解题中的应用 对称方法是速解高考命题的一种有效手段，是考生掌握的难点．‎ ‎1．案例探究 图6‎ 例7：（镜物对称）如图6所示，设有两面垂直于地面的光滑墙A和B，两墙水平距离为1．0 m，从距地面高19．6 m处的一点C以初速度为5．0 m/s，沿水平方向投出一小球，设球与墙的碰撞为弹性碰撞，求小球落地点距墙A的水平距离．球落地前与墙壁碰撞了几次？（忽略空气阻力）‎ 命题意图：考查考生综合分析、推理归纳的能力．B级要求．‎ 错解分析：部分陷于逐段分析求解的泥潭，而不能依对称性将整个过程等效为一个平抛的过程，依水平位移切入求解．‎ 图7‎ 解题方法与技巧：如图7所示，设小球与墙壁碰撞前的速度为v，因为是弹性碰撞，所以在水平方向上的原速率弹回，即v⊥′=v⊥；又墙壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，即v‖′=v‖，从而小球与墙壁碰撞前后的速度v和v′关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁时小球继续前进的轨迹关于墙壁对称，以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比作平面镜，把小球的运动转换为统一的平抛运动处理，由h=gt2和n=可得碰撞次数n= =×次=10次．‎ 由于n刚好为偶数，故小球最后在A墙脚，即落地点距离A的水平距离为零．‎ ‎2解题策略与思路 ‎<1>.高考命题特点 对称法作为一种具体的解题方法，虽然高考命题没有单独正面考查，但是在每年的高考命题中都有所渗透和体现，从侧面体现考生的直观思维能力和客观的猜想推理能力．既有利于高校选拔能力强素质高的优秀人才，又有利于中学教学对学生的学科素质和美学素质的培养．作为一种重要的物理思想和方法，相信在今后的高考命题中必将有所体现．‎ ‎<2>.利用对称法解题的思路 ‎(1)．领会物理情景，选取研究对象．‎ 在仔细审题的基础上，通过题目的条件、背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态．‎ ‎(2)．透析研究对象的属性、运动特点及规律．‎ ‎(3)．寻找研究对象的对称性特点．‎ 在已有经验的基础上通过直觉思维，或借助对称原理的启发进行联想类比，来分析挖掘研究对象在某些属性上的对称性特点．这是解题的关键环节．‎ ‎(4)．利用对称性特点，依物理规律，对题目求解．‎ 八、利用物理状态及物理过程的分析求解 成功的高考命题具有立意高、情境新、设问巧的特点．尽管"立意"是考题的灵魂，但是复杂新颖的情境设置同样是命题者苦心经营的重要环节，考生能否从复杂的物理情景中，对物理状态和过程作出清晰明了的认识和分析是重点的问题也是一个难点问题．‎ ‎1.案例探究 例8：如图8所示，一根长为l的轻绳，一端固定在O点，另一端拴一个质量为m的小球．用外力把小球提到图示位置，使绳伸直，并在过O点的水平面上方，与水平面成30°角．从静止释放小球，求小球通过O点正下方时绳的拉力大小．‎ 命题意图：考查考生对物理过程和状态的分析能力及综合能力．‎ 图8‎ 错解分析：考生缺乏层层深入的分析能力，忽视了悬绳从伸直到对小球有拉力为止的短暂过程中，机械能的损失，直接对小球从初位置到末位置列机械能守恒的方程求最低点速度，导致错误．‎ 解题方法与技巧：选小球为研究对象，其运动过程可分为三个阶段如图8-1所示：（1）从A到B的自由落体运动．‎ 图8-1‎ 据机械能守恒定律得：mgl=mvB2 ①‎ ‎(2)在B位置有短暂的绳子对小球做功的过程，小球的速度由竖直向下的vB变为切向的vB′,动能减小．‎ 则有：vB′=vBcos30° ②‎ ‎(3)小球由B点到C点的曲线运动，机械能守恒 则有：mvB′2+mgl(1-cos60°)= mvC2 ③‎ 在C点由牛顿第二定律得 T-mg=m ④‎ 联立①②③④解得 T=mg ‎2.解题策略与思路 物理过程，即物理现象变化发展过程，它与某一段时间相对应．状态则与物理过程中的某个时刻相对应．任何一个物理过程均有初末两个状态及无数个中间状态．物体的状态通常用状态参量描述．‎ 一个物理问题的求解，很重要的环节即是对题目中包含物理过程和物理状态的分析，只有对物理过程的本质作深刻的透析，才能发现其遵循的规律，才能选择相应的物理公式、规律去求解某状态下的未知状态参量或某过程中未知过程量，达到对问题的求解目的．‎ 一般说，一个具体的物理问题可能是只讨论某一确定状态下各参量间关系；有些复杂问题往往包含几个或多个连续复杂的过程，这就要求考生树立善于将复杂过程隔离分为若干个不同阶段来处理的意识，对每个阶段初末状态及每个过程遵循的不同物理规律作深入的分析，同时要注意两相邻阶段中间状态，或某过程中临界状态的分析．所有这些如果都分析清楚了，一般说来问题的解决思路也就明确了．‎ 九、守恒思想在物理解题中的应用 在物理变化的过程中，常存在着某些不变的关系或不变的量，在讨论一个物理变化过程时，对其中的各个量或量的变化关系进行分析，寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量，则成为研究这一变化的过程的中心和关键．这就是物理学中最常用到的一种思维方法——守恒法．‎ ‎1．案例探究 例9：如图9所示，金属杆a在离地h高处从静止 开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的 匀强磁场B，水平部分导轨上原来放有一金属杆b．已知杆 图9‎ 的质量为ma，且与b杆的质量比为ma∶mb=3∶４，水平 导轨足够长，不计摩擦，求：‎ ‎（1）a和b的最终速度分别是多大？‎ ‎（2）整个过程中回路释放的电能是多少？‎ ‎（3）若已知a、b杆的电阻之比Ra∶Rb=3∶4，其余电阻不计，整个过程中a、b上产生的热量分别是多少？‎ 命题意图：考查对机械能守恒定律、动量守恒定律及能的转化和守恒定律的理解运用能力及综合分析能力．B级要求．‎ 错解分析：不深入分析整个物理过程的特点，受思维定势影响．套用电磁感应定律及欧姆定律，试图用直流电路特点求解a、b杆上产生的热量，使思路受阻，无法求解．‎ 解题方法与技巧：（1）a下滑h高过程中机械能守恒 magh=mava2 ①‎ a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b均受安培力作用，a做减速运动，b做加速运动，经一段时间，a、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，二者匀速运动，其速度即为a、b共同的最终速度，设为v．由过程中a、b系统所受合外力为0，动量守恒：‎ mava=(ma+mb)v ②‎ 由①②解得va=vb= ‎ ‎（2）由能量守恒知，回路中产生的电能等于a、b系统机械能的损失，所以 ΔE=magh- (ma+mb)va2=magh ‎（3）回路中产生的热量Qa+Qb=ΔE，在回路中产生电能的过程中，虽然电流不恒定，但通过a、b的电流总相等，所以有：‎ ‎==,‎ 即= 得：Qa= E=magh ‎ Qb=E=magh ‎2.解题策略与思路 ‎<1>.高考命题走势 人们在认识客观世界的过程中积累了大量的经验，总结出许多守恒定律．建立在守恒定律之下的具体的解题方法——‎ 守恒法可分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，机械能守恒法，电荷守恒法及质量守恒法等．动量守恒和能量守恒定律是物理学中普遍适用的定律之一，是物理教材的知识主干，也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗透的重点，且常见于高考压轴题中．‎ ‎<2>解题思路 利用守恒定律（包括机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质量守恒）分析解决物理问题的基本思路．‎ ‎①明确研究系统及过程．‎ ‎②分析相互作用的物体在该过程中所受力情况及做功情况．判定系统的机械能或动量是否守恒．‎ ‎③确定其初、末态相对应的物理量．‎ ‎④正确选择守恒表达式，列出守恒方程，求解．‎ 注：(1)在利用机械能守恒时，要选取零势面．‎ ‎(2)在利用动量守恒定律时，要注意“矢量性”“同时性”“统一性”．‎ 十、高考实验设计型命题的求解策略 所谓设计性实验，是指据现行物理大纲要求，在学生掌握的基本实验原理基础上，应用基本测量仪器自行设计实验方案的实验，设计性实验命题的考查内容，涉及到对实验原理的再认识和加工，实验方案的确定（实验器材的选择和迁移运用，实验步骤的安排 ，实验数据的处理方法，误差的分析及对实验的总结和评价等）．‎ 考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个方面：‎ 一方面：平时缺乏对实验思想方法（如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等）进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案．‎ 另一方面：受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识．‎ ‎1.案例探究 图10‎ 例10.实验室有一个可拆变压器，请设计一个实验方案，估测出变压器原、副线圈的匝数，所给实验器材有：一个可拆变压器、交流电压表、直流电源、滑线变阻器，小磁针、200 V 交流电源 、电键各一个、铜漆包线（规格与变压器原线圈所用漆包线相同）及导线若干．‎ 命题意图：考查综合运用学习知识进行实验设计的创新能力，B 级要求．‎ 错解分析：思维缺乏创新，无法灵活运用变压器原理，构思巧妙的设计思路．‎ 解题方法与技巧：依图10(a)连接电路，然后将小磁针的N极靠近原线圈的一端，根据偏转情况判定线圈的绕向．按照与原线圈相同的绕向，用铜漆包线在原线圈上加绕n(例如100)匝，将加绕后的线圈接入220 V交流电路(如图10(b)所示)，读出交流电压表的示数U１拆除加绕的n匝线圈，仍将原线圈接入220 V交流电路，闭合电键后，读出交流电压表的示数U２，则有 ‎＝ ①‎ ‎＝ ②‎ 得：n１＝n，n２＝n ‎2.解题策略与思路 ‎<1>.实验设计的基本思路 明确目的 ‎→‎ 选择方案 ‎→‎ 选定器材 ‎→‎ 拟定步骤 数据处理 ‎→‎ ‎→‎ 误差分析 ‎<2>.实验设计的基本方法 ‎①明确目的，广泛联系 题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中， 涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理．‎ ‎②选择方案，简便精确 对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择的)设计方案．一般说来，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循四条原则：‎ 科学性：设计的方案有科学的依据和正确的方式，符合物理学的基本原理．‎ 可行性：按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，且成功率高．‎ 精确性：在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案．‎ 简便、直观性：设计方案应便于实验操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察．‎ ‎③依据方案，选定器材 实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材．‎ ‎④拟定步骤，合理有序 实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤．‎ ‎⑤数据处理，误差分析 高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑． ‎ 十一、高考信息给予型命题特点及切入 信息题是近几年高考卷中出现的一种新情景试题．它在题干或问题中以现代科技、日常生产生活中的某个事件、问题为背景，提供一些信息(如：描述问题的过程、提供新的规律、公式、图象、方法，并给出一些已知量等)，让考生通过阅读思考、分析与理解，从中筛选出有用信息，简化与纯化过程，建立模型，综合应用新信息和已有知识去解决问题．‎ 考生对该类题型普遍感到头痛的原因是：一方面，多数考生平时通过课本接触到的素材较少，课堂类似训练不够．另一方面：多教考生统摄处理信息的能力没有得到培养，无法通过“比、想象、抽象、概括等”思维活动从背景中建立起合适的物理模型，找准新旧知识的连接点，对题目加以突破．‎ ‎1.解题策略与思路 ‎<1>高考命题特点及走势 信息给予型命题，其特点是立意高(取材于课外社会热点或科技信息)，而落点低(题中所给予信息与中学基础知识密切相关)．主要考查学生自学阅读能力，对信息统摄提炼能力，联想类比，抽象概括建立物理模型的能力及综合运用新旧知识解决实际问题的创新能力．该题型对能力考查的功能显著，有较高的区分度，能够较好的预测考生将来学习的潜能， 尤其符合“有助于高校选拔人才”‎ 的高考命题方向，从而成为近几年高考试卷中频现的亮点之一。‎ ‎<2>信息给予题突破策略 ‎①处理信息题的思维程序 ‎ ②突破信息题两环节 首先，寻找有效信息与相关旧知识的联系，挖掘题目的切入点，即突破点．‎ 其次，必要时采用“对比法”“移植法”“联想虚拟法”构建起物理模型(如“条件”模型，客体模型，过程模型等)．‎