查漏补缺

2005 年高考最后冲刺前物理复习的疑难问题解答

郾城二高王忠安

　　2005 年高考最后的冲刺前物理部分的复习要注意查漏补缺，对于总体的复习，要注意运用物理学的观点来统领教材指导复习．中学物理中所学的物理概念、物理规律很多，但贯穿教材解决问题的物理学观点主要有：力的观点、动量的观点、能量的观点．下面我们就同学们常见的各部分疑难问题解答如下 :

一、物理主干知识的复习中的常见疑难问题

近年高考理综物理试题重点注重对主干知识的考核，没出现“繁、难、偏、旧”的试题，强调主干知识的灵活运用与迁移；在冲刺阶段的复习中，要注意加强对主干知识的理解和运用 , 这些地方往往也是出大题的地方，例如物理力学中的牛顿运动定律，动量与能量观点处理力学问题 , 带电粒子在电场中运动 , 带电粒子在磁场中的运动 , 电磁感应中综合应用等．下面就各主干知识中学生常遇到的问题我们加以分析与解答 .

疑难 1 、 物体是否一定能大小不变地传递弹力？

【解答】　力是不能通过物体传递的 , 一个物体是否受到另一个物体对其的弹力 , 要根据弹力产生的条件 , 一是看是否接触 , 二是看是否有形变 . 例如 . 两物体 A 和 B ，质量分别为 m 1 和 m 2 ，互相接触放在光滑水平面上，如图 1 所示．对物体 A 施以水平的推力 F ，则物体 A 对物体 B 的作用力等于

A ． B ．

C ． F D ．

【答案】 B.

疑难 2 、 在水平面上匀速直线运动的小车，细绳连接的物体在小车突然加速的时候由于惯性相对小车是否一定向后运动 ?

【解答】 不一定 . 因为根据惯性定律 , 物体总能保持原状直到有外力作用为止 , 一旦受到外力 , 物体将会运动 , 但向哪个方向运动 , 或相对物体向哪个方向运动要看物体受力和运动情况 . 例如 . 如图 2 所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球 . 容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态 . 当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是 ( 以小车为参照物 )

A. 铁球向左，乒乓球向右 B. 铁球向右，乒乓球向左

C. 铁球和乒乓球都向左 D. 铁球和乒乓球都向右

【解析】 Ａ正确．因为小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都有向左运动趋势，但由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变 , 即速度变化慢 , 而同体积的水球的运动状态容易改变 , 即速度变化快 , 而且水和车一起加速运动 , 所以小车加速运动时 , 铁球相对于小车向左运动，同理由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球向右．

疑难 3 、通常我们说绳子内部的张力处处相等，但是否所有情况下绳子内部各部分的张力都处处相等？

【解答】 　通常绳是约束物体的理想模型，不计质量，绳中各处张力的大小相等，所以通常我们说绳子内部的张力处处相等是有条件的，必须是在轻质绳子的情况下，如果考虑绳子的质量时，绳子内部的拉力一般并不相等，对此我们可以以其中一部分绳子为研究对象利用整体和隔离法分析其内部的张力．分析各段受力规律．例如：用质量为 m 、长度为 L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为 M 的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为 F ，如图 3 所示，求：

(1) 物体与绳的加速度；

(2) 绳中各处张力的大小 ( 假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计． )

【解析】 (1) 以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：

F= （ M+m ） a, 解得 a=F/(M+m).

(2) 以物体和靠近物体 x 长的绳为研究对象，如图 4 所示．根据牛顿第二定律可得： F x =(M+mx/L)a=(M+ ) .

由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当 x=0 时，绳施于物体 M 的力的大小为 .

疑难 4 、关于牛顿第三定律 , 作用力与反作用力的大小相等 , 方向相反 , 但作用力与反作用力的冲量是否大小相等 , 方向相反 , 所做的功是否大小相等 , 郊果相反 ?

【解答】 一对作用力与反作用力的冲量大小相等 , 方向相反 , 但所做的功不一定大小相等 , 郊果相反 . 作用力做功 , 反作用力不一定做功 , 即使都做功 , 作用力做正功 , 反作用力也不一定做正功 , 做功大小也不一定相等 .( 请同学们自己找例子 .). 例如：关于一对作用力和反作用力，下列说法中正确的是（）

A ．一对作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力

B ．一对作用力和反作用力一定可以是不同种性质的力

C ．一对作用力和反作用力所做功的代数和一定为零

D ．一对作用力和反作用力的冲量的矢量和一定为零

【答案】 D.

疑难 5 、在速度的分解相关的问题中到底哪个速度是合速度哪个速度是分速度？

【解答】　这个问题是不少同学容易错的问题，注意对某一物体进行速度分解时，注意观察物体相对地面真实的运动，这个运动就是物体的合运动．然后根据效果或需要将物体分解成两个或多个分速度．例如：如图 5 所示，水平面上有一物体 A 通过定滑轮用细线与玩具汽车 B 相连，汽车向右以速度 v 作匀速运动，当细线 OA 、 OB 与水平方向的夹角分别为 α 、 β 时，物体 A 移动的速度为（）

A ． vsinαcosβ B ． vcosαcosβ

C ． vcosα/cosβ D ． vcosβ/cosα

【答案】 D.

疑难６ 、动能定量和动量定理所研究的对象一般都是对单个的物体 , 哪么对多个物体组成的系统能否使用动能定理和动量定理 ?

【解答】 　对于动能定理，动量定理一般是对单个物体列方程，如果多个物体视为一个系统，从整体考虑受力情况也可以用动能定理和动量定理．例如：如图 6 所示，人和冰车的总质量为 M ，另一木球质量为，，人坐在静止于水平冰面的冰车上，以相对冰面的速度将原来静止的木球沿冰面推向正前方的固定挡板，不计一切摩擦阻力，设木球与挡板相碰后以等速率被弹回，人接住球后，再以同样的相对冰面的速度将球推向挡板，求人推球几次后不能再接到球．

【解析】 利用动量定理求解，设人与车运动方向为正方向，每次碰撞中，档板对球的冲量为，

设推 n 次后不能接到球 , 车速为 V ，经过了次推球后可保证人再也接不到小球，则墙给小球的总冲量为，对球、人和车由动量定理得

人不能接到球条件：

取整：次．

疑难 7 、对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律可以表达为 Δp 1 ＝－ Δp 2 ．对此表达式，是不是：两个物体组成的系统动量守恒时，一个物体增加了多少动量，另一个物体就减少了多少动量？

【解答】 不是的．因为 Δp 1 和 Δp 2 都是矢量式，所以它们都表示的是动量的改变量，包括大小和方向的改变量，如两个小球中间开始压缩一弹簧，然后在光学的水平地面上由静止开始弹开，系统动量守恒， Δp 1 ＝－ Δp 2 ，但并不是一个物体动量增加，一个动量减小，而是都增加了．

疑难 8 、 如何解答力电综合题 ?

【解答】 力、电综合命题多以带电粒子在电 , 磁场或复合场中的运动、电磁感应中导体棒动态分析，电磁感应中能量转化等为载体考查学生理解能力、推理能力、综合分析能力及运用数学知识解决物理问题的能力 . 以力学为基础 , 能量为主线，通过力学知识和电学知识的串接渗透作为背景，进行综合命题 , 是物理学科内综合的主要形式之一．对于力电综合题 , 重点还是通过分析电学的有关规律结合受力分析与力学规律处理问题 .

例如如图 7 所示，已经充电的平行板电容器的极板相距为 d ，在板上有个小孔，电容器固定在一绝缘底座上静置在光滑水平面上，总质量为 M . 有一质量为 m 的带正电的铅丸对准小孔水平向左运动（重力不计），铅丸进入电容器后，距左板最小距离为 d /2 ，此时电容器移动的距离是多少？

【解析】 设铅丸带电量为 q ，初速度为 v ０，电容器中场强为 E . 当铅丸进入电容器时，电容器中的电场对铅丸的电场力做功，使铅丸做匀减速运动，速度减小，而铅丸对电容器的作用力对电容器做功，电容器向左加速运动，速度增大，当铅丸离左极板距离为时，铅丸和极板共速，其速度为 v ，电容器移动距离为ｓ，铅丸和电容器相互作用的过程中，系统水平方向动量守恒，即：

mv ０＝（ m ＋ M ） v

由动能定理得电场力对 m 做的功为

电场力对 M 做的功为

所以有

所以 .

疑难 9 、带电粒子在电磁场中的偏转是高考出题机率很大的题目，遇到此类问题往往不知从哪时里入手？

【解答】　在曲线运动中一般是将运动进行分解（视题目条件可以是分解位移，也可以分解速度）；带电粒子在电场中的运动也往往用运动的分解，而带电粒子在磁场中的运动，通常要作出运动轨迹，按照“找半径、找圆心”的思路，进而可以确定半径偏转的角度、偏转的时间等，找带电粒子的轨迹往往利用数学上两点（作两点速度的垂线的交点）或一点一弦（作一点的速度垂线和弦的中垂线的交点）找圆心，构建三角形找圆的半径．

例如：如图 8 所示 ,xoy 平面内的圆与 y 轴相切于坐标原点 O. 在该圆形区域内 , 有与 y 轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场 . 一个带正电的微粒从原点 O 以一定的初速度沿 x 轴进入场区 , 若场区内只存在匀强电场或匀强磁场时 , 微粒恰好做匀速直线运动 , 穿过场区的时间为 , 若电场和磁场都撤去 , 其他条件不变 , 该微粒穿过场区的时间为 . 若电场和磁场都存在 , 其他条件不变 , 求该微粒穿过场区的时间 ?

【解析】 设电场强度为 E ，磁感应强度为 B ，圆 O / 的半径为 R ，粒子的质量为 m ，电量为 q, 初速度为 v.

当只有电场或磁场存在时，粒子做匀速直线运动．

当电场、磁场都撤去时，粒子做平抛运动．

当电场、磁场都存在时，粒子做匀速圆周运动，设圆半径为 r

有以上关系解得：

如图

所以，粒子在磁场中运动时间

疑难 10 、电磁感应中导线或线圈切割磁感线 , 如何等效电源的内电路和外电路 ?

【解答】 可以将切割部分的导线视为一个电源 , 电源的正负极可以由右手定则 , 用判断感应电流的方法判断 . 例如：如图 9 甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为 B ．边长为 l 的正方形金属框 abcd （下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的 U 型金属框架 MNPQ （下简称 U 型框）， U 型框与方框之间接触良好且无摩擦．两个金属框每条边的质量均为 m ，每条边的电阻均为 r ．

　（ 1 ）将方框固定不动，用力拉动 U 型框使它以速度垂直 NQ 边向右匀速运动，当 U 型框的 MP 端滑至方框的最右侧（如图 9 乙所示）时，方框上的 bd 两端的电势差为多大 ? 此时方框的热功率为多大 ?