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巧用二级结论快速解决物理高考问题

来源:专题范文 时间:2024-01-28 13:00:03

文/广州市第八十九中学 张振锋

所谓“物理二级小结论”就是一个特定的物理过程在基本概念、基本规律下导出的特定关系、结论和一些基本数据1,它是解题方法的归纳和提升,有助于学生理解和应用物理有关知识点,提升答题速度和准确率。

以解决通电直导线之间相关安培力问题为例:(2017年高考全国卷第19题)如图1,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反。下列说法正确的是()

图1

A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直

C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D.L1、L2和L1单位长度所受的磁场作用力大小之比为

分析:此题属于中等难度题目,考查知识点包括安培定则、左手定则、矢量的平行四边形法则等,考查学生对电磁知识综合能力的应用。

如果借用两平行通电直导线“同向吸引,异向排斥”(证明略)二级结论,只需要2步就可以快速解决此题,步骤如下:

(1)根据两平行通电直导线“同向吸引,异向排斥”结论分别判断L2和L3对L1的作用力,因为L2和L3电流大小相等,与L1距离相等,可以判断出两力大小相等,设为F安(如图2)

图2

(2)根据力的平行四边形法则对两安培力进行合成,根据两安培力大小相等,方向夹角为120°可以判断出合力也为F安,方向与L2和L3的所在平面平行(如图3)

图3

利用传统方法,此题需要应用安培定则和左手定则,至少用三个步骤方能解决此题,当然也可以单独判断L1受到的每个磁场的安培力,再对安培力进行合成,但仍需要三个步骤。很多学生容易混淆安培定则和左手定则的左右手使用,导致本题出现判断错误。利用两平行通电直导线“同向吸引,异向排斥”二级结论回避了安培定则和左手定则,只需要进行力的合成,思维量和能力要求明显下降,不仅可以快速判断A选项的对错,还可以快速得出CD答案的结果。

1.二级小结论具有快捷性。采用二级小结论解决物理问题可以减少思维量,降低解题难度,节约解题时间,提高解题正确率。例如,用“平抛运动(类平抛运动)物体速度偏转角正切值是位移偏转角正切值二倍”结论解决下面这道高考题:(2018年高考全国Ⅲ卷第17题)在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()

A.2倍 B.4倍

C.6倍 D.8倍

采取“平抛运动(类平抛运动)物体速度偏转角正切值是位移偏转角正切值二倍”结论可以快速得出此题答案:

如图4所示,设速度的偏转角为φ,物体位移偏转角大小等于斜面倾斜角θ因为tanφ=2tanθ,θ不变,φ不变根据、可知,v、与v0成正比根据题目条件甲初速度是乙初速度2倍,可以快速得出

图4

2.二级小结论具有普适性。物理二级小结论是解题方法的总结和提炼,不仅仅可以解决个别题目,它具有普适性和推广性,例如“两条平行通电直导线同向吸引异向排斥”结论可以解决大部分平行通电直导线安培力问题,使用起来方便快捷。

物理二级小结论是指我们在教育教学中,由教材现有的物理概念、物理规律和原始公式进行归纳提炼、或运用数学推导,得到的在一定条件下成立的结论2,主要针对于某些固定的情景和模型,使用时切忌死搬硬套,而是要建立在理解的基础上灵活应用,学生过度依赖二级结论,容易思维僵化,不利于学生培养解决物理问题的能力。

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