王尚:海淀区高三上学期期中考试物理压轴题
(文/王尚)2015年高三上学期期中考试物理已经结束,总体来看这次考试难度稍微偏大,应该比同学们料想的难一些。
不过考试的时间/数量,与高考一致。本次考试是90分钟18道题,而北京高考物理则是60分钟12道题。没有做完的同学,要好好注意下解题速度了。
在考前我做了精准的重难点预测,见我在搜狐教育发表的文章《王尚:高三上学期期中考试物理重难点预测》,在文章的第(9)点、第(10)点与第(15)点中都提到了相关的考点。
物理压轴题的答案在文章最下方,这里我想重点谈一下最后一题的最后一问解题思路。
考完第一时间,就有高三的学生在微信上(teacherws)问我这一问的解法。他说他是用动能定理做的,可做完后,又觉得好像错了;想听一下我对这道题的看法。
学生主要想问的是,如果换做是我自己,在考场上遇到这个题怎么想?怎么解决?
下面呢,我就以一个考生的角度,与同学们分析这道题在考试的时候遇到,到底怎么想?可能文章比较啰嗦,不过这确实是我看到这道题后在脑子里的思路梳理过程。我相信这个过程,对同学们在考场上遇到难题如何去分析是很有帮助的。
首先,研究的对象要搞明白,就是这个人造卫星。这是研究物理问题的第一步,绝不是废话。
因为降轨道的运动过程是非常复杂的,不是匀速率圆周运动。所以,首先锁定该题的物理考点,就是能量、动量这部分。
动量是不可能的。首先,前面动量已经用过了;其次,题目中还有一个条件没有用,那就是万有引力势能的表达式。这些都是暗示。
这是解题技巧,是大量解题和分析题后得到的经验总结。
剩下的问题,就是从机械能守恒、动能定理、能量守恒和功能关系来选择了。
这道题机械能是不守恒的,不满足前提条件(有阻力),且否则怎么可能轨道会变化?
研究的人造卫星,能量也不守恒,是逐步减小的过程。很多学生就会联想到动能定理,有可能就掉进了命题者的陷阱。
为什么呢?因为人造卫星受到两个力的作用,一个是阻力,一个是万有引力。
注意,这不是匀速率圆周运动过程,万有引力并不是完全与运动方向垂直(向心方向),因此,后者是做功的。王尚提醒:要不然为什么引力势能会变化呢?
万有引力做功的问题太复杂了,很难行得通。
因此,解决这一问,最好是用的是功能关系这个公式。
外力所做的功,等于研究体总的机械能的改变量。
即,阻力所做的功,最终的效果,是让人造卫星的机械能降低。
用的物理公式就是|W外|=|△E总|。力的大小上一问已经求出来了,位移计算出来,总的圈数就有了。
注:1如果能够用引力势能的变化量来求解出万有引力做功的大小,用动能定理求解也可以。
2考前我还给海淀区十一学校的学生发了微信,特别强调了第二问的考点,即有“时间”出现,首先尝试动量定理。
文章作者:王尚;代表作:《物理自诊断学习系统》。
加王尚老师微信公众号 teacherws,交流物理学习问题,知无不言有问必答。
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