高三物理复习(05年4月)讲座应用物理情景所提供的信息 、方法、解决问题的探究金坛市第一中学 储仲明如何从问题的情景中选取有效信息、方法 来解决问题呢？分析这类问题，一般有下列一些特点：（1）有背景资料（联系实际）、文字表述长 、干扰因素多（2）要从给出的图象中获取信息、方法 （3）题目中给出解决问题的公式或解决问题 的方法解决这类问题的一般方法可用方框图表示 ：文字（图表）表 述的具体问题提取有效信息建立模型分析、解决问 题物理问题阅读理解转化和原有知识对比用科学方法对结果评价（1）有背景资料（联系实际）、文字表述长 、干扰因素多的问题。这类题具有情景新（内 容一般课本上没有）、题干较长、表述抽象、 干扰因素多等特点。要心理有准备。要求自己 耐心阅读题，不能有厌烦情绪，读两三遍，读 的过程中注重提取有用信息，或者找到方法， 再把问题转化为物理的模型，转换成熟悉的物 理模型的方法，形成解题思路。这样的问题往 往不是很难。1.在彩色电视机的显象管中，从电子枪发射出的电子在2104v的高压下被加速，并形成1mA的平均电流，电子束的强弱受图象信号的控制，并按一定的规律在 荧光屏上扫描，形成电视画面，电视机以每秒显示25张画的速度进行扫描，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们看到了活动的景象。1.电子以多大的动能轰击荧光屏？电子的速度多大？2.平均出现一幅画面有多少电子打在荧光屏上？3.如果轰击屏的能量全部被屏吸收并转化为光能，平均每幅画面射出多少个光子（光平均波长取610-7m)解: 1. 电子在电场中加速是电势能转变为动能Ek eU Ek2104ev3.210-15jv=2.每秒出现25幅画面，所以每幅画面出现时间为 t= ,平均电流强度为1mA,电量 Q=It电子个数N= = =2.510143.电子轰击荧光屏的能量被屏吸收转化为光能，平 均每幅画面射出多少个光子？（光子平均波长取 610-7m)电子轰击荧光屏的动能转化为光能，电流在一幅画 面时间内的功W=Iut=10-32104/25=0.8j每个光子能量E1= = =3.31510-19j发出光子数N= = =2.4210182.横截面积为3dm2的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min，水温升高了1，设大气顶层的太阳光只有45到达地面，试估算太阳的全部辐射功率太阳到地球的距离R=1.51011m,水的比热C=4.18103j/(kgK)，结果保留两位有效数字.球的表面积S= 取 地球半径为R=6.4106m，估算，地球接收到 太阳的平均辐射功率？分析：设横截面积为s内的水的质最为m，比热为c， 经过t秒，温度上升了t，接收到阳光的功率为p1。 地球到太阳的距离为R，太光辐射的总功率p0。阳光 到地球的效率。 则 P0=4.41023kw地球总只有一面朝太阳，地球获得阳光的总功率p2,地 球半径为r3. 我们知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异号 电荷.物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组 成的反物质存在.1998年6月，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由 “发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据.磁 谱仪的核心部分如图所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存 在匀强磁场区，磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从 板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转 ，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹.假设宇宙射线中存 在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子，它们以相同速度v从 小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，并打在感光底片上的a、 b、c、d四点，已知氢核质量为m，电荷量为e，PQ与MN间的距 离为L，磁场的磁感应强度为B.(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?(不要求写 出判断过程)(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径；(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?3.解:(1)a、b、c、d四点分别是反氢核、反氦核、氦 核和氢核留下的痕迹.(4分)(2)对氢核,在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律 得：(3)由图中几何关系知：所以反氢核与氢核留下的痕迹之间的距离（2）辅助以图象提供信息、方法的问题。这 样的问题要从图象中找到物理量之间的关系。 要注意从坐标轴代表的意义，图线与坐标轴的 交点的意义、斜率、截距、图线与坐标轴围成 的面积等多角度寻找条件。再构建物理模型， 找到解决问题的方法。1、查看坐标轴的物理意义2、分析一些重要的点的意义，斜率、和坐标轴 交点的意义3、从图象中读出物理量、物理量变化规律4、利用图象物理量的关系得到的一些推论5、根据物理量之间的关系作出图象4.如图，甲为在10左右的环境中工作的某自动恒温 箱原理图，箱内的电阻R1=2k，R2=1.5k， R3=4k，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图 线如图乙所示，当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器使S断开，停止加热 则恒温箱内的温度大约恒定在 电 压 鉴别器电热丝R1R2R3RtS220Vab甲t/Rt/K012345102030406050乙5红宝石激光发射的激光是一道道不连续的闪光（称 为光脉冲），其发射能量E与时间t的关系如图8所示， 设激光器的平均发射功率 激光波长l6.93 m，普朗克常量h6.693 Js，则一个光脉冲中含有的光 子数约为（ ）A1.0 个 B1.0 个C3.4 个 D3.4 个6.将一个动力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快 速变化的力.如图所示是用这种方法测得的某小滑块在半球 形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力随时间变化 的曲线.由此曲线提供的信息做出下列几种判断，其中正确 的是 A.滑块在碗中滑动的周期是0.6 sB.在t0.8 s时刻，滑块的速度为零C从t0.5 s到t0.8 s的过程中，滑块的重力势能减小D.滑块滑动过程中机械能守恒7、如图7所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上 ，两轨道间距L=0.20m,电阻R=1.0;有一导体杆静 止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻 皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的 匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力 F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时 间t的关系如图8所示.求杆的质量m和加速度a.解： 导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用V 表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动 势 E=BLV=BLat 闭合电路中的感应电流 ， 由安培力公式和牛 顿第二定律得：F-ILB=ma ,将、代入得： 分析图8可知： 纵截距值表示ma的值图线的钭率值表示 的值。代入数据，解得杆的加速度a=10m/s2, 杆的质量m=0.1kg. （3）问题的情景中给出了一些新的名词、一 些公式、方法的问题。这样的问题，要把给 出问题转化为物理模型，利用类比、迁移等 方法。把自己原来学会知识和给出的方法进 行整合，应用到问题的情景中去。8.将氢原子中电子的运动看作是绕氢核做匀速圆周运动 ，这时在研究电子运动的磁效应时，可将电子的运动等 效为一个环形电流，环的半径等于电子的轨道半径. 现对一氢原子加上一外磁场，磁场的磁感应强度大 小为，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等 效电流用来表示.将外磁场反向，但磁场的磁感应强 度大小不变，仍为，这时电子运动的等效电流用 来表示.假设在加上外磁场及外磁场反向时，氢核的位置 、电子运动的轨道平面以及轨道半径都不变，求外磁场 反向前后电子运动的等效电流的差，即-等 于多少?用和表示电子的质量和电量.8解：用表示电子的轨道半径，表示电子的速度，则等 效电流为 当加上一垂直于轨道平面的外磁场后，设顺着外磁场方向看 ，电子做逆时针转动（如图)，此时电子受到氢核对它的库仑 力指向圆心，而受到的洛伦兹力背向圆心根据题中的说明 ，轨道半径仍为，设此时电子运动的速度为，则由牛 顿定律可得 ，当外磁场反向后，轨道半径不变，设此时电子运动速度变 为，此时电子受到的库仑力不变，而洛伦兹力大小变为 ，方向变为指向圆心，根据牛顿定律可得，由以上两式 即 由 可得到外磁场反向前后，电子运动的等效电流的差为 9将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导 体的上下两侧间会出现电势差，这个现象称为霍尔效应，利用霍尔效应 的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边 长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向 、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电 子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为 是匀速运动测出导体上下两侧面间的电势差为U求：（1）导体上、下侧面哪个电势较高?（2）磁场的磁感应强度是多少?9解析：（1）上侧电势高（2）由于匀速运动， 所以： 有： 且 Inesv解出： 10.开普勒从1609年1619年发表了著名的开普勒行星 运动三定律： 第一定律：所有的行星分别在大小不同 的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这个椭圆的一个焦 点上。第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫 过的面积相等。 第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长 轴的三次方跟公转周期的平方的比值相等。实践证明， 开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动。如果人造地球卫星沿半径 r 的圆轨道绕地球运动，当 开动制动机后，卫星速度降低并转移到与地球相切的椭圆形轨道上运动，如图1所示。问在这种情况下，卫星需经多长时间着陆？(空气阻力不计，地球半径为R，地球表面重力加速度为g)。 解：卫星在半径为r圆轨道上运行时，周期为T设在椭圆轨道上周期为T1根据开普勒第三定律而人造卫星开始从制动到与地球相切的时间112003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船，9时9分 50秒准确进入预定轨道，此前飞船已与火箭分离，飞船质量为7760千 克，轨道倾角为42.4，近地点高度200千米，远地点高度350千米，15 时57分飞船变轨成功，变轨后进入343千米的圆轨道，运行14圈。又 于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆，实际着陆点与理论着陆 点只相差4.8千米，返回舱完好无损，宇航员杨利伟自主出舱。（1）飞船返回时，在接近大气层的过程中，返回舱与飞船最终分离 。返回舱质量为3吨，返回舱着陆，是由三把伞“接力”完成的。先由 返回舱放出一个引导伞，引导伞工作16秒后，返回舱的下降速度由 180米/秒减至80米/秒。假设这段运动是垂直地面下降的，且已接近地 面，试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小，（2）已知万有引力做功