2009高考二轮复习-----物理模型的建立和开放型问题 全国通用

2009高考二轮复习--物理模型的建立和开放型问题 一．物理模型的建立： 随着高考改革的深入，新高考更加突出对考生应用能力及创新能力的考查，大量实践应用型、信息给予型、估算型命题频繁出现于卷面，由此，如何于实际情景中构建物理模型借助物理规律解决实际问题则成了一个重要环节. 1）理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想物体. 高考命题以能力立意，而能力立意又常以问题立意为切入点，千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的.而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原，求结果的过程. 2）运用物理模型解题的基本程序： （1）通过审题，摄取题目信息.如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等. （2）弄清题给信息的诸因素中什么是起主要因素. （3）在寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规命题. （4）选择相关的物理规律求解. 例1、 底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直，则v0至少等于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不会与桌边发生碰撞? [解析] 文字(情景 确定研究对象:题意中说明，陀螺运动时既有转动又有平动。我们把它当作什么样的研究对象呢？从题文中发现：“陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直”，因此将陀螺当作平动的物体研究。依照题意画出陀螺平动的草图。 情景(模型 A点的轨迹恰好经过桌边 陀螺不会与桌面接触 取陀螺运动左上边缘 A点为研究对象 A点做平抛运动 模型(规律(操作运算 解：水平方向上：r= v0 t 竖直方向上：h＝ 解得； v0＝ 为了保证不擦边， v0 > 总结：上题中构造了两个理想模型，质点的对象模型，平抛运动的过程模型。复杂的陀螺运动抽象成为理想的质点做平抛运动。理想化过程是模型法的精髓。 例2、 鸵鸟是当今世界上最大的鸟．有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来．是不是这样呢?生物学统计的结论得出：鸟扇动翅膀，获得上举力的大小可以表示为F＝cS(v2)，式中S为翅膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，而c是一个比例常数．我们不妨以燕子和鸵鸟为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀．已知燕子的最小飞行速度是5.5m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵鸟的体高是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞起来吗? [解析] 文字(情景(对象模型 研究对象不能当作质点，因为需要考虑鸟的体积、面积等因素，而且是估算问题，所以将鸟近似看作立方体模型。 过程模型(规律 对鸟做受力分析：竖直向上的上举力和竖直向下的重力。鸟飞起来是个加速过程，至少在空中悬浮,加速度为零。加速度为零的加速过程。可由牛顿第二定律求解 操作运算,讨论结果 解：由牛顿第二定律ΣF＝ma ，可得： cSv2= mg cSv2=ρShg 所以: v∝ vt:vy=1:5 vt= 5vy= 27.5m/s>11.5m/s 结论：鸵鸟飞不起来。 例题3、在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，右图所示为这种电磁泵的结构.将导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为a·h，磁场的宽度为L，磁感应强度为B，液体穿过磁场区域的电流强度为I求驱动力造成的压强差为多少？ [解析]命题意图：考查摄取信息构建模型的实践创新能力. 错解分析：考生惯于已知物理模型的传统命题的求解，在此无法通过原型启发，将液体类比为磁场中导体，建立起熟知的物理模型，无法使问题切入. 解题方法与 ... ...