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《高中物理思维方法集解》参考系列——抓住“蛛丝马迹” 破解选择难题
2017-09-15 | 阅:  转:  |  分享 
  
抓住“蛛丝马迹”破解选择难题

江苏靖江季市中学范晓波

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例1如图所示,斜劈静止放置在水平地面上。质量为的物体在外力和的共同作用下沿斜劈表面向下运动。当方向水平向右,方向沿斜劈的表面向下时,斜劈受到的地面的摩擦力方向向左。则下列说法中正确的是()

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A.若同时撤去和,物体的加速度方向一定沿斜面向下

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B.若只撤去,在物体仍向下运动的过程中,所受地面摩擦力方向可能向右

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C.若只撤去,在物体仍向下运动的过程中,所受地面摩擦力方向可能向右

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D.若只撤去,在物体仍向下运动的过程中,所受地面摩擦力不变

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解析:“物体……沿斜劈表面向下运动”题干中并没有明确物体具体的运动情况,即的加速度大小、方向均未知,用牛顿第二定律讨论会因可能情况太多而造成解题过程复杂。

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“斜劈受到的地面的摩擦力方向向左”说明原来斜劈具有向右运动的趋势,对斜劈受力分析如图,可知物体对斜劈的压力和摩擦力的合力必定斜向右下方。根据牛顿第三定律,斜劈对物体的支持力和摩擦力的合力必定斜向左上方。

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而物体所受滑动摩擦力和支持力大小成正比,即两者始终等比例变化。因此,只要物体所受摩擦力方向不变化,它们的合力方向就不会变化。由此可知、两个选项错误,选项可能正确。进一步合成、的合力和物体的重力,三者总的合力只可能向左下方,故可知选项正确。

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“方向沿斜劈的表面向下”的有无对支持力大小没有影响,因此选项一定正确。

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本题答案()

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例2如图所示,有一个垂直于光滑水平面的有界磁场,磁场宽度大于线圈边长。磁场的两侧边界与平行。一正方形线圈进入磁场前的速度为,当其完全进入磁场内时速度为,设线圈完全离开磁场后的速度为(运动过程中线圈边始终与磁场的两侧边界平行),则有()

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A.??????????????????B.

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C.??????????D.缺乏必要条件,无法确定。

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解析:“线圈……完全进入磁场……完全离开磁场”进入和离开过程中线圈通过的位移、磁通量变化量的绝对值都相等。

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四个选项给出的是速度间的直接关系对变加速直线运动过程,用动能定理讨论会涉及到速度的平方,而用动量定理只会涉及到速度本身,比较可知,此题选用动量定理的可能性更大。

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又因为安培力的冲量,对比题干中找到的隐含条件可以判断,两阶段安培力的冲量相等,由此确认本题用动量定理讨论。

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对线圈进入磁场与离开磁场的两个过程分别利用动量定理

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所以有,即。

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本题答案()

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例3如图所示,平直木板倾斜放置,板上的点距端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由到逐渐减小,先让物块从由静止开始滑到。然后,将着地,抬高,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从由静止开始滑到。上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有()

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A.物块经过点的动能,前一过程较小

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B.物块从顶端滑到点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少

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C.物块滑到底端的速度,前一过程较大

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D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长

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解析:“木板的倾角与前一过程相同”两次物块经过木板上同一点时,摩擦力大小必定相等,又因为物块的位移大小(即木板长度)也相同,因此两次重力做功、滑动摩擦力做功都相等,由动能定理可知,两次物块到达木板底端的速度大小相等,选项错误。

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“动摩擦因数由到逐渐减小”、“物块从……滑到”、“物块从……滑到”两次滑动过程中摩擦力大小随时间的变化情况不相同,因此摩擦力的冲量关系无法确定,用动量定理无法比较时间。联想到“相同路程比较时间”的常用方法-图像法,本题有了关键性的突破,画出如图所示的速率-时间关系图像,要保证路程(图线下方面积)相等,一定有,选项正确。

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“点距端较近”设想点非常靠近端,利用阴影区面积相等的限制条件,找到物块两次经过点的时刻(如图),比较可知,则,选项正确。

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根据功能原理可得(此处表示摩擦力对位移的平均值),而、,故无法比较、,、关系也不得而知,选项不能选。

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本题答案()

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例4如图所示,、、、是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,,,电场线与矩形所在平面平行。已知点电势为,点电势为,点电势为。一个质子从点以速度射入此电场,入射方向与成,一段时间后经过点。不计质子的重力。下列判断正确的是()

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A.点电势高于点电势

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B.场强的方向由指向d

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C.质子从运动到,所用的时间为

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D.质子从运动到,电场力做功为

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解析:“匀强电场”、“点电势为,点电势为,点电势为”先利用“等分法”描绘出该电场中的部分等势面,再根据电场线和等势面互相垂直的特点画出几条电场线。

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选项涉及质子在匀强电场中的运动时间暗示:质子或做匀变速直线运动,或做类平抛运动。

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由几何关系可知,质子的入射方向恰好与电场线垂直,则质子在匀强电场中做类平抛运动,运动轨迹与建立的直角坐标系如图,其中

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,,解得

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本题答案()

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复杂的选择题必须紧扣住题干和选项中的关键“字眼”,挖掘出尽可能多的隐含条件和暗示,据此找到相应的处理方法和物理规律,再结合准确的数学运算方可找到正确的答案。

2011-03-22??人教网























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(本文系sdweifeng首藏)