近年来新课标计算题与技术、社会联系紧密,以生活热点为情景,考查其中的物理过程,考查物理概念和规律的理解和应用,如牛顿定律,匀变速直线运动,带电粒子在电场磁场中的运动等,涉及到的概念和规律都是物理学的基本知识和核心知识。考查物理学的研究方法,把复杂过程分解为几个简单的过程,计算题还对数学方法和思想要求较高,像函数和三角函数求极值,数学归纳,矢量三角形等,甚至数学应用成为解题的关键点,如带电粒子在磁场中运动问的几何轨迹图;解题过程也是对信息收集整理和处理,根据信息间的联系和规律,结合物理知识求解的过程。
新课标全国卷物理必做计算题是第24题和第25题,总分值为为32分,近两年稳定在第24题14分,第25题18分,从计算题试题考查内容上看,新课标全国卷计算题组合形式保持稳定,力和运动、能量、电磁学也是高中物理学的主干知识,计算题以力与运动、电磁学、能量为主线,交叉综合考查,大多数以力电组合类型为主(2015年有些变化,但总体趋于稳定)。
第一题为运动学或动力学。
1、常考牛顿运动定律的应用与匀变速直线运动学公式的应用
这种类型的题目主要考查动力学问题的基本分析方法,即受力分析、运动过程分析,以及怎样选择合适的运动规律求解。例如研究对象为单个物体,则运动过程必为多个阶段组合,如先加速再减速等;如果研究对象为多个物体,则常涉及物体的相互作用和运动关系,如滑块问题;有时题目也会利用图像描述运动过程或给出已知条件,考查学生利用图像解决物理问题的能力。解决此类问题要使学生养成良好的动力学分析思路,做好受力分析和过程分析,画出必要的运动过程草图和受力分析图,对多阶段运动要把全过程分解成小阶段过程按顺序分析,受力分析时注意整体和隔离法的应用。
2、动力学中的圆周运动和平抛运动的规律应用
考查匀速圆周运动的运动公式和向心力的分析,以及平抛运动的处理方法。常见的考查方式是:圆周运动为多阶段运动过程的一个分过程,从功能关系求速度,结合向心力公式分析物体受力,圆周运动轨迹最高点的临界速度是通常涉及的条件。对平抛运动主要考查平抛运动的处理方法,在斜面上平抛物体是常考的情景,在速度求解上常与机械能守恒定律或动能定理相结合求解。
第二题为带电粒子在电场磁场中的运动。
1、带电体在电场中的运动
考查带电体在电场中的直线运动和类平抛运动。带电体在电场中的直线运动,多为匀变速直线运动,考查电场力作用下的动力学和能量的解决方法,带电粒子在电场中类平抛运动主要考查曲线运动的处理方法,通常是与带电粒子在磁场中圆周运动相结合
2、带电粒子在有界磁场中运动
考查带电粒子在有界磁场中的匀速圆周运动。带电粒子在有界磁场中的匀速圆周运动规律,洛仑兹力提供向心力,重点是运动轨迹的分析,几何知识和数学运算能力要求较高。带电粒子在有界磁场中匀速圆周运动类型试题中,常考题型的难点有三种:一是轨迹的临界分析,轨迹与边界相切是解题的着眼点,二是动态圆问题,即粒子速率恒定,方向不确定,粒子轨迹为过进入磁场点的半径确定的一系列圆,三是轨迹的周期性问题。
3、带电粒子在电场磁场组合场中运动
考查带电粒子以一定的顺序从一种场进入另一种场的运动过程,常考的类型有两种:一是粒子在电场中类平抛运动与磁场中圆周运动组合,二是粒子在电场中的匀变速直线运动与在磁场中圆周运动组合。这类问题的分析方法,是按照粒子运动的顺序依次分析在电场和磁场中的两种不同的运动,前一过程的末速度是后一过程的初速度,注意速度的方向在解题中比较重要。
4、带电粒子在电场磁场复合场中运动
考查带电粒子在空间同时存在电场磁场重力场情况下的运动。这类问题有显著的特点,若空间同时存在电场磁场重力场,则附加限制条件电场力等于重力,粒子在磁场力作用下的匀速圆周运动,若同时存在电场和磁场,则限制条件电场力等于磁场力,粒子做匀速直线运动。速度选择器和霍尔原件的原理是复合场与实际相结合的常考模型。