《物理学科能力》PPT课件.ppt
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1、学科能力的培养,大连市旅顺中学雪飞虎,【第二部分】,一、理解能力,理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用;能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。,理解能力,()物理概念的建立与理解;了解概念的形成和演变:物理学常用定义概念的方法:语言文字定义法;数学表达式定义法。例如力学中几个核心概念:力、功、能。抓住概念的本质特征理解概念掌握概念的内涵和外延理解概念间的联系与区别,理解能力,()物理规律的理解与应用;弄清物理规律的发现过程注意物理规律之间的联系要深刻理解规律
2、的物理意义注意物理规律的适用范围培养学生运用物理规律解决实际问题的能力强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力适时组织测验,检查学生运用物理规律解决实际问题的能力,二、推理能力,能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。(1)语言是思维的物质外壳,是推理能力的基础(2)数学方法和技巧是推理的重要工具。,三、分析综合能力,能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情景,找出起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够提出解决
3、问题的方法,运用物理知识综合解决所遇到的问题。,分析综合能力,考纲对考生分析综合能力的要求分为以下个层次:能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法,运用物理知识综合解决所遇到的问题。,分析综合能力,(1)处理复杂物理问题的思维方法先拆后合学会分析物理过程从时间的角度 从空间的角度学会等效物理过程等效分析法:为了解题的方便,将一种物理情景等效于另一种物理情景,将一种物理模模等效于另一种物理模型,来对物理问题进行解决。类比性、简化性、科学性
4、学会利用物理过程文字-情景-模型-过程-特点-规律-方程-检验,分析综合能力,(2)求解复杂物理问题的基本步骤与方法审题建模择法列式求解讨论。1)审题是基础:一般情况下要做到“三审题意”:动笔前审题;解题过程中审题;解题结束后审题:平常训练中的“说题”,强调“五说题意”:一说情景与过程;二说关键语句与隐含条件;三说物理知识;四说解题方法;五说解题结果。,分析综合能力,2)建模是关键:物理模型及其分类:对象模型:如质点、单摆、理想流体、理想气体、点电荷、理想变压器、原子模型等。条件模型:如光滑平面、轻杆、轻绳、均匀介质、匀强电场等。过程模型:如匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐振动、弹性碰撞、等
5、温过程、绝热过程等。,分析综合能力,3)方法要正确根据对物理情境的分析、确定物理量(已知、未知),选择方法和规律,确定合理的表述方式(文字表述、公式表述、图像表述),分析综合能力,4)列式要规范要写出方程,而不要堆砌公式。一定要列原始方程,而不要直接使用变形式。要用原始方程联立求解,而不要使用连等式。,分析综合能力,5)表述要完整:对解题过程中涉及到的物理量而题中又没有明确指出是已知量的所有字母、符号用假设的方式进行说明;说明题中的一些隐含条件;说明研究对象的运动过程或相互作用过程写出所列方程的理论依据(包括定理、定律、公式)对解题结果中负号的含义加以说明。(正、负号所表征的物理意义要清楚),
6、分析综合能力,(6)结果要讨论:题目要求讨论的;出现多个解题结果时;出现负值时;理想状态转为实际情况等。,例:物体m放在粗糙的斜面上保持静止,现用水平力F推物体m,在力F由零逐渐增加而物体m仍静止的过程中,物体m所受的(A)静摩擦力逐渐减小到零(B)静摩擦力的方向可能改变(C)合外力逐渐增大(D)斜面支持力增大,答案,B、D,常规分析方法:如图,由数学的角度分析,比较严密,逻辑性强,但对初学矢量合成的学生来说,比较难接受.,我们可以换一个角度,由矢量运算的多边形定则分析,学生接受起来会更好些.,不受水平推力时:物体受三个力而平衡.三个力的图示顺次构成封闭的三角形.,当有水平推力但水平推力比较小
7、时,画物体受力平衡的多边形,如图.,当水平推力适当时,画出的图使mg,F和F1构成一个封闭三角形时,摩擦力为零,当水平推力摩擦力的方向变为向下,并随F的增加而增大.,用矢量图表示摩擦力的变化,形象直观.,矢量(多边形方法)分析法,四、应用数学处理物理问题的能力,2009年:能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。,2010年:能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。删掉:“必要时”,对几何图形、函数图像的要求提高!从10高考试题计
8、算题看也印证了这一点。,应用数学方法的意识与能力都要重点培养!,(一)培养识图、作图和用图能力,图像是高考重点与热点。学生的阅读、描绘与运用图像的能力相当重要。要重视培养学生的观察分析、收集信息、推理判断、作图处理数据和运用图像解决问题的能力。在教学中要分专项,进行强化训练。,今年高考加大了图像的考查力度。直接涉及图像的问题有四个:16题、19题、20题、23题(第二问,描绘图像)间接涉及如24题(博尔特100m、200m),1、获取图想要表达的信息(识图),对于图像问题,首先要明确图像的物理意义。如图像的原点、横纵坐标、截距、斜率、所围面积、图像交点、极值等意义等等,要能够准确获取图像要传达
9、的信息。,16(10理综).如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断:(AD)A、在时间内,外力做正功 B、在时间内,外力的功率逐渐增大 C、在时刻,外力的功率最大 D、在时间内,外力做的总功为零,分析推理能力a、v或外力与v的关系对称性的应用概念、规律的运用(功、功率等),19.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为1、2.由图可知1、2的值分别为:,识图问题截距、点的意义效率概念求解方法(选择),2、辨析图像所
10、蕴含的物理规律(识图),物理图像是形象描绘物理状态、物理过程和物理规律的常用工具。认清物理图像所表达的物理含义,特别是图形相似、容易混淆的图像,要善于运用图像信息,根据图像信息和物理概念、规律,对所求的新问题进行分析判断,通过分析蕴含的规律得到正确结论。,(10山东16题)如图甲所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平平滑连接。图乙中和分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是:C,3、从描绘图像中再现物理情境(用图),关键在于把握图像特点,分析相关物理量的函数关系或物理过程的变化规律,特别是物理物理量临
11、界点的变化特点,从给出的物理图像中明确物理过程、物理现象,从隐含在图像中的物理规律中找出各物理量的定性或定量关系,从而解决问题。,海南16题(压轴)图1中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为。在木板上施加一水平向右的拉力F,在03s内F的变化如图2所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止。(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;(2)在同一坐标系中画出03s内木板和物块的vt图象,据此求03s内物块相对于木板滑过的距离。,4、根据提供的物理情境描绘物理图像
12、,根据题中所给的条件,把某些物理量的关系用图像表示出来,能够很好地考查学生对动态物理过程的把握以及把物理现象转化为图像能力。这既可以直接考查,也可以间接考查。,20.太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是,纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是:,开普勒第三定律或万有引力定律推到:,图像,另外,这也是一种降高次幂的数学办法,(10大连二模)如图1所示,一个小球套在竖直放置的光滑圆环上,小球从最高点向下滑动过程中,其线速度
13、大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是图中的(),学生易漏选项:AB,24.(14分)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96.求:(1)加速所用时间和达到的最大速率。(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数),24题的一种很典型的错解,V=11.27
14、m/s t=1.33s a=8.47m/s2正确结果:V=11.27m/s t=1.29s a=8.71m/s2,没有弄请本质:200m加速截止时速度突变导致原是方程出错,失分很多,而不仅仅是算数的能力问题。,10山东25题(18分)如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为,带电量,重力不计的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求(1)粒子
15、第一次经过电场的过程中电场力所做的功W1。(2)粒子第次经过电场时电场强度的大小。(3)粒子第次经过电场所用的时间。(4)假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标刻度值)。,半定性半定量定性描述物理量的变化规律,(二)应用其它数学方法处理物理问题的能力,常用到的数学知识主要有:几何知识、三角函数、二次函数求极值、数学归纳法、极限思维法。要多注意这方面的训练,多进行一些“符号”题的运算训练,养成“先进行代数运算得出结果的表达式,后代入数值进行数值运算求最后结果”的解题习惯,从而提
16、高数学运算能力。解这类题思路为:根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导、运算和求解,并根据结果得出物理结论。还要避免计算上的错误,注意有效数字及数量级的要求。,1、空间能力,主要利用立体几何等方法,或者直接利用立体几何知识解决问题;或利用投影方法化立体为平面。,立体向平面的转化能力,答案:AC,2、三角函数,利用常见的三角函数的相关知识,解决与角度相关的问题。,3、研究几何关系的能力,带电粒子在磁场中的运动类型很多,如动态园问题。,一道确定磁场范围合面积的试题,电子质量为m、电量为e,从坐标原点o沿xoy平面射入第一象限,射入时的速度方向不同、大小相同均为V0,如图所示,现在某一区域加一
17、个方向向外且垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上(荧光屏平行于y轴),求(1)、荧光屏上光斑的长度。(2)所加磁场范围的最小面积。,推理与论证,(10大连二模)(17分)在许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的运动轨迹。如图9所示的真空环境中,有一半径r=0.05m的圆形区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,其右侧相距d=0.05m处有一足够大的竖直屏。从S处不断有比荷=108C/kg的带正电粒子以速度v=2106m/s沿SQ方向射出,经过磁场区域后打在屏上。不计粒子重力,求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径;(2)绕通过P点垂直纸面
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