【正文】 CD題3 把一個“10V、5W”的用電器B（純電阻）接到這一電源上，A消耗的功率是2W；換另一個“10V、5W”的用電器B（純電阻）接到這一電源上，B實際消耗的功率可能小于2W嗎？若有可能則條件是什么？解析：用電器A、B的電阻分別為 由于，所以B接入電路時，電壓，PB5W，但能否小于2W呢？A接入時： 則換上B后，由題設(shè) 則可見，條件是；即可。題4 如圖所示，、是勻強電場中的三點，這三點構(gòu)成等邊三角形，每邊長，將一帶電量的電荷從點移到點，電場力；若將同一點電荷從點移到點，電場力做功，試求場強E。在中，、和由正弦定理： 可解故場強，顯然，若不能正確作圖很難求出場強。那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是：A、存在場強方向沿軸負方向的勻強電場B、存在場強方向沿軸正方向的勻強電場C、處于第I象限某一位置的正點電荷形成的電場D、處于第IV象限某一位置的負點電荷形成的電場解析 由題意q由分別到、克服電場力做功均為W，即、即電勢，易知若為勻強電場，則場強方向沿軸負向，即A項正確。當(dāng)由正點電荷形成電場時，只須在L1上的點到的距離小于到的距離即可，顯然，該點坐標(biāo)滿足：、分布在L1的P點以上（不包括P點）。通過作圖不但直觀、形象而且準(zhǔn)確地給出了解的范圍，其實關(guān)于場的問題本來就是空間的問題，而對場的了解必須運用作圖的工具。論述題的特點論述題的特點主要體現(xiàn)在解題過程的表達要求上，即在對物理現(xiàn)象、物理過程的分析中，要求運動物理規(guī)律，用簡潔、準(zhǔn)確、清晰的語言對分析過程進行表達，在做出判斷的同時，說明判斷根據(jù)，也就是說不單要說明是什么，而且要說清楚為什么?！币虼?，解答論述題，一般可按以下步驟進行：（1）根據(jù)題給條件，畫出草圖分析，明確題意。（3）對導(dǎo)出的結(jié)果進行分類討論，最后得出完整的結(jié)論。同學(xué)們可以在平時學(xué)習(xí)、練習(xí)中加以體會。（1）為什么在其它條件不變的情況下，交流電頻率越高，焊接越快？（2）為什么焊接過程中，接口處已被熔化而零件的其它部分并不很熱？分析和證明 （1）交流電頻率越高，磁通量變化率越大。（2）因為接口處電阻大，串聯(lián)電路中電流處處相等，電阻大的地方產(chǎn)生的熱量多，可將接口處熔化而零件的其它部分并不很熱?？梢韵駟柎痤}，判斷某一說法的對錯，進而敘述理由。題2 試在下述簡化情況下，由牛頓定律和運動學(xué)公式導(dǎo)出動量守恒定律的表達式：系統(tǒng)是兩個質(zhì)點，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直線運動，要求說明推導(dǎo)過程中每步的根據(jù)，以及公式中各符號和最后結(jié)果中各項的意義。評析 本題是一道推導(dǎo)證明題。因此，在學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律時不能只記結(jié)論，還須弄清其中的道理，知道物理概念和規(guī)律的由來。在圓管中有兩個直徑與細管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點）。分析和證明 根據(jù)題意，想象出此時物理情意如圖92。為使兩球作用于圓管的合力為零，B球?qū)A管的作用力只能向上，不然合力就不會為零，所以軌道對B球的作用力方向，由牛頓第三定律可知是向下的。題4 如圖93所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為，且，由輕質(zhì)彈簧相連接，置于光滑的水平面上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊，兩滑塊一起以恒定的速度向右滑動。問在以后的運動過程中，滑塊B是否會有速度等于零的時刻？試通過定量分析討論，證明你的結(jié)論。假設(shè)某時刻B的速度為零，設(shè)此時滑塊A的速度為，由動量定律得 ①此時系統(tǒng)的機械能為E1（重力勢能為零），動能為EKA，彈性勢能為Ep1E1=EKA+Ep1 ②EKA= ③由題意知，當(dāng)A的速度為零時，彈性勢能Ep2=0。評析 此題順向證明過程較為復(fù)雜，可采用反證法。題3 如圖94所示，彈簧的一端固定在墻上。彈簧第一次恢復(fù)原長時，木塊速度為，試討論：木塊在整個振動過程中出現(xiàn)速度為的位置有幾個。放手后，木塊在水平方向上的彈力和摩擦力同時作用下，先向左作加速度變小的加速運動。在原平衡位置右側(cè)處（），一定存在一加速度為零的位置，此位置向左的速度最大。此后的運動，可從能量角度分析不會再有的位置出現(xiàn)。評析 此題屬判斷敘述類：根據(jù)題設(shè)的條件和基礎(chǔ)知識，對某一物理現(xiàn)象、過程或結(jié)論，作出正確與否的判斷。題4 如圖95所示，足夠長的水平絕緣桿MN，置于足夠大的垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，一個絕緣環(huán)P套在桿上，環(huán)的質(zhì)量為，帶電量為q的正電荷，與桿間的動摩擦因數(shù)為，若使環(huán)以初速度向右運動，試分析絕緣環(huán)克服摩擦力所做的功。由于N的大小、方向與重力和洛侖茲力大小有關(guān)，會約束水平方向的摩擦力變化，從而使絕緣環(huán)的最終運動可能有三種情況：（1）若開始時，即，由于N=0，絕緣環(huán)不受摩擦力作用，做勻速直線運動。（2）若開始時，即，N方向向上，絕緣環(huán)受桿摩擦力作用，做加速度變小的減速運動，直至靜止。（3）若開始時，即， N方向向下，絕緣環(huán)受桿摩擦力作用，做減速直線運動，洛侖茲力不斷減小，當(dāng)時，N=0，絕緣環(huán)不受摩擦力作用，做勻速直線運動，即最終速度。評析 本題可根據(jù)題設(shè)的條件和基礎(chǔ)知識，通過某一物理現(xiàn)象的分析，作出相應(yīng)的判斷，對導(dǎo)出的結(jié)果進行較為完整的分類討論。第十講 估算與信息題估算與信息處理不僅是直覺思維能力的集中表現(xiàn)，在科學(xué)研究和工程技術(shù)具有極其重要的意義，而且對培養(yǎng)綜合分析能力和靈活運用物理知識解決實際問題的能力，也具有不可低估的作用。根據(jù)物理規(guī)律，建立估算關(guān)系或信息聯(lián)系；估算結(jié)果的數(shù)量級必須正確，有效數(shù)字取1~2位即可。例1 請估算地月之間的距離。軌道半徑R1=6R0+R0=7R0，而月球周期T2=27天。例2 如圖101所示，在光滑的水平支撐面上，有A、B兩個小球。m/s，B球動量為12kgA球追上B球并相碰，碰撞后，A球動量變?yōu)?kg兩球碰撞過程中動量守恒，且動能不會增多，碰撞結(jié)束要有條件解答 由得即由碰撞過程動量守恒得： 由碰撞過程的動能關(guān)系得 由得： ∴所以選B、C點評 此題中的兩球相碰過程遵守多條規(guī)律，在對問題的估算中，需同時對多種結(jié)果綜合考慮，給出對結(jié)果的最后預(yù)測。（填“大于”，“小于”或“等于”）分析與解答 小球?qū)椈蓧旱米疃虝r，小球受兩個力：重力和彈力。要判斷與的大小。引入簡諧振動模型：如圖所示，輕彈簧一端與地面固連，另一端與一小球固連，用手拿著小球使彈簧處于原長。放手時，小球加速度為，方向向下，（此時還沒有彈力）當(dāng)彈簧最短時，小球加速度也為，方向向上。所以。這種估算要求對基本現(xiàn)象與基本物理模型的儲備比較豐富，這需要平時的積累。若地球半徑為R，求電視塔發(fā)射的微波在地面上能傳播多遠？分析：如圖103所示，微波傳播的距離等于圓弧AB的長度s，且 （1）根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系 （2）根據(jù)三角函數(shù)的近似計算公式，還有 =1 =1 （3）解答：由（2）和（3）式可得因為，則上式又可以表示為根據(jù)（1）式和（4）式，則微波傳播距離可表示為點評 利用此式，可以極為簡捷地估算微波在地上傳播的距離。如果接收天線高傳播距離又是多少？[提示：如圖所示s=s1+s2=]如果要讓電視塔發(fā)射的微波，能覆蓋地球赤道的三分之一（圖104），塔高又應(yīng)是多少？[提示：]第十一講 新科技問題 一、特別提示物理學(xué)中幾乎每一重要的知識塊，都與現(xiàn)代科技緊密相關(guān)，例如：圓周運動與GPS全球定位系統(tǒng)；萬有引力與宇宙探測；光的反射、折射與激光光纖通信；電場與靜電的防止和應(yīng)用；電磁感應(yīng)與磁懸浮列車；原子核與核技術(shù)的應(yīng)用；激光全息技術(shù)等。近幾年的高考越來越強調(diào)與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系，這就要求我們要多關(guān)注與生活實際、現(xiàn)代科技的聯(lián)系。兩人的最大推力各為800N，他們能否將貨物直接推進車廂？你能否幫他們將此方案加以改進，設(shè)計一個可行的方案？評析 這是一道開放性題目，并具有濃厚的生活氣息。解 兩個人的最大推力為貨物所受摩擦力始終為又重力沿斜面向下的分力為由于，故兩從不可能直接將貨物推上斜面。設(shè)貨物在水平面上作勻加速直線運動的距離為s，在此運動過程中，由牛頓第二定律得，則貨物在水平面上作加速運動所獲得的速度為。所以，貨物在水平面上加速的距離應(yīng)為，代入數(shù)據(jù)即可求得。應(yīng)該指出，可行的方案有很多種。關(guān)鍵在于使物體在滑上斜面之前應(yīng)具有一定的動能。在管道控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵，即圖甲中的AAA3…An共有n個，均勻分布在整個圓環(huán)上，每組電磁鐵內(nèi)的磁場都是磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，并且方向豎直向下，磁場區(qū)域的直徑為d（如圖乙），改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場的磁感應(yīng)強度從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。這就為進一步實現(xiàn)正、負電子的對撞作好了準(zhǔn)備。解 （1）根據(jù)洛侖茲力提供向心力和磁場方向向下，可判斷出正電子沿逆時針方向向下，可判斷出正電子沿逆時針方向運動，負電子沿順時針方向運動（2）電子經(jīng)過每個電磁鐵，偏轉(zhuǎn)的角度是，電子在電磁鐵內(nèi)做圓周運動的半徑為由幾何關(guān)系可知，解得：例3 若近似地認為月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道在同一平面內(nèi)，且均為正圓，又知這兩種轉(zhuǎn)動同向。解 該題涉及太陽、地球和月球在空間中的運動及位置的相對關(guān)系，需要較強的空間想象能力。畫相鄰的兩個相同月相（而且都是滿月）時，三天體的位置情況?？捎孟率接嬎?，月球已經(jīng)繞地球轉(zhuǎn)過了角，因此對月球公轉(zhuǎn)的周期T，可列出下面比例式解得：T=第十二講 臨界問題一、特別提示當(dāng)物體由一種物理狀態(tài)變?yōu)榱硪环N物理狀態(tài)時，可能存在一個過渡的轉(zhuǎn)折點，這時物體所處的狀態(tài)通常稱為臨界狀態(tài)，與之相關(guān)的物理條件則稱為臨界條件。許多臨界問題，題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”……等詞語對臨界狀態(tài)給出了明確的暗示，審題時，一定要抓住這些特定的詞語發(fā)掘其內(nèi)含規(guī)律，找出臨界條件。臨界問題通常具有一定的隱蔽性，解題靈活性較大，審題時應(yīng)力圖還原習(xí)題的物理情景，抓住臨界狀態(tài)的特征，找到正確的解題方向?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動，圖中、分別表示小球軌道的最低點和最高點，則桿對球的作用力可能是（ ）A、處為拉力，為拉力B、處為拉力，為推力C、處為推力，為拉力D、處為推力，為推力解析 因為圓周運動的物體，向心力指向圓心，小球在最低點時所需向心力沿桿由指向O，向心力是桿對小球的拉力與小球重力的合力，而重力方向向下，故桿必定給球向上的拉力，小球在最高點時若桿恰好對球沒有作用力，即小球的重力恰好對球沒有作用力，即小球的重力恰好提供向心力，設(shè)此時小球速度為，則： 當(dāng)小球在最高點的速度時，所需的向心力，桿對小球有向下的拉力；若小球的速度時，桿對小球有向上推力，故選A、B正確評析 本題關(guān)鍵是明確越過臨界狀態(tài)時，桿對球的作用力方向?qū)l(fā)生變化。設(shè)A球從遠離B球處以速度沿兩球連心線向原來靜止的B球運動，如圖122所示，欲使兩球不發(fā)生接觸，必須滿足什么條件解析 據(jù)題意，當(dāng)A、B兩球球心間距離小于L時，兩球間存在相互作用的恒定斥力F。當(dāng)時，A、B間距離減??；當(dāng)時，A、B間距離增大。若此時A、B間距離，則A、B不發(fā)生接觸（圖123）。兩球不接觸的條件是： （1）L+sBsA2r （2）其中、為兩球間距離最小時，A、B球的速度；sA、sB為兩球間距離從L變至最小的過程中，A、B球通過的路程。為了使該質(zhì)點能從軸上的點以垂直于軸的速度射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€垂直于平面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。重力忽略不計。過點作平行于軸的直線，過點作平行于軸的直線，則與這兩直線均相距R的O＇為圓心、R為半徑的圓（圓中虛線圓）上的圓弧MN，M點和N點應(yīng)在所求圓形磁場區(qū)域的邊界上。所以本題所求的圓形磁場區(qū)域的最小半徑為 （2）所求磁場區(qū)域如圖125中實線圓所示。A、B兩點及AB圓弧分別是磁場的邊界點和磁場內(nèi)的一段弧，是尋找最小圓形磁場區(qū)域的依據(jù)。解析 要在容器外空間看不到光源S，即要求光源S進入液體后，射向容器壁光線的入射角（臨界角），如圖所示，由折射定律可知 （1）由圖可知， （2）在A點入射處，由折射定律有所以 （3）由（1）（3）兩式可知，由（2）式可知：越小越好，臨界角C也是越小越好：由可知，越大，C越小；而由可知，當(dāng)一定時，越大，小。時的入射角為臨界角C和當(dāng)入射角為90176。一般幾何光學(xué)中習(xí)題涉及前一個臨界條件的較多，涉及后一個臨界條件的較少。該題的分析方法是從結(jié)果利用臨界值C，采取倒推的方法來求解。