物理模型与过程分析市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

物理模型与过程分析浙江省衢州高级中学 陶琪浩第1页近几年全国各地高考压轴题近几年全国各地高考压轴题1、力学类综合问题、力学类综合问题万有引力与天体运动 物体多个运动过程 浙江理综第24题 物体间摩擦或经过弹簧、绳（杆）相互作用 第2页2、带电粒子（带电体）运动问题带电粒子（带电体）运动问题在电场中运动 浙江理综第25题 在匀强磁场中运动 浙江理综第24题 在电场和磁场递次作用下运动 在各种场并存空间运动 浙江理综第25题 第3页3、力学与电磁感应、电路综合问题力学与电磁感应、电路综合问题电磁感应与力学综合 力、电 综 合 问 题 浙江理综第23题浙江理综第25题 第4页试题与基本知识点对照试题与基本知识点对照 浙江理浙江理综试题综试题 基本知基本知识识点点 浙江理综第24题物体在竖直平面内做圆周运动最高点速度平抛运动规律 动能定理 浙江理综第25题类平抛运动恰好离开极板时临界条件浙江理综第24题射线射线射线及其穿透力带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力方向判定 浙江理综第25题带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力方向判定 圆简单几何关系 浙江理综第23题力平衡、电路计算、安培力、能量守恒浙江理综第25题转动切割产生动生电动势计算右手定则等效电路 第5页23.23.（2020分）如图所表示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过分）如图所表示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O O点垂直纸面点垂直纸面水平轴转动，其在纸面上长度为水平轴转动，其在纸面上长度为L L1 1，垂直纸面宽度为，垂直纸面宽度为L L2 2。在膜下端。在膜下端（图中（图中A A处）挂有一平行于转轴，质量为处）挂有一平行于转轴，质量为m m，长为，长为L L2 2导体棒使膜成平面。导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射在膜下方水平放置一足够大太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上全部光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一到光电池板上全部光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为个电池，输出电压恒定为U U；输出电流正比于光电池板接收到光能；输出电流正比于光电池板接收到光能（设垂直于入射光单位面积上光功率保持恒定）。导体棒处于方向竖（设垂直于入射光单位面积上光功率保持恒定）。导体棒处于方向竖直向上匀强磁场直向上匀强磁场B B中，并与光电池组成回路，流经导体棒电流垂直纸中，并与光电池组成回路，流经导体棒电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。（1 1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成直方向成=60=600 0时，导体棒处于受力平衡状态，时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度大小和光电池输出功率。求此时电流强度大小和光电池输出功率。（2 2）当）当变成变成45450 0时，经过调整电路使导体棒时，经过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电功率？输出多少额外电功率？第6页 从上述数据能够看出，绝大部分学生只能得到二分之一分数及以下，对本题无从下手占38.7%，会写写公式得2、4分占27.4%，能够算出电流得6分和算出功率得8分占10.69%。从阅卷情况看，能够真正读懂题意，了解题意应该是得分在14分以上同学，而在这少部分同学中能拿满分仅占总人数3.2%。得分02468101214161820%38.7 14.8 12.6 3.57.19 8.292.28.90.30.33.2 理综23题满分20分，平均得分是在4.67分左右,下表列出了各种得分分值所对应考生百分比第7页考查基本知识点考查基本知识点力平衡、电路计算、安培力、能量守恒等知识。力平衡、电路计算、安培力、能量守恒等知识。第8页客观讲，客观讲，23题题目给考生设置了较多难点题题目给考生设置了较多难点1.信息量大，题目表述抽象 整道题目共有375个字，包括到材料有轻质柔软反射膜、导体棒、太阳能光电池板，这些材料首先就让学生揪心，包括到物理量有光能、电能、磁场、电压、电流强度、输出功率、额外功率以及没有直接表述安培力等，这么多概念也足以让学生心烦意乱。几遍看下来，无法理清题目意思，感觉很抽象。2.平面与立体、示意图与实际电路图转换困难 题目中配图是一个平面示意图，考生必须经过题目标阅读建立起立体空间图形，初步建立电源（光电池板）与外电路（导体棒）之间回路。这么一个转换过程对考生来讲无疑又是多了一道障碍。3.新材料导体棒性能 1问到2问，角度由60度改成45度，光电池板上接收到光能，输出电流随之发生改变，不过光电池输出电压恒定，这是怎么实现，到底是怎么样一个新材料导体棒，给考生带来了疑问。第9页考查过程分析能力考查过程分析能力 经过分析试题信息，建立太阳能转化为电能装置立体经过分析试题信息，建立太阳能转化为电能装置立体模型、输出电能电路结构模型、新材料导体棒导电性能模模型、输出电能电路结构模型、新材料导体棒导电性能模型。型。第10页面对高考，学生必须学会：抽象、隐蔽过程抽象、隐蔽过程简单过程简单过程基本物理模型基本物理模型过程分析过程分析阅读了解能力综合分析能力第11页高中阶段物理模型能够分为：1、物质模型 物质可分为实体物质和场物质。实体物质模型:质点、轻质弹簧等；点电荷、平行板电容器等。场物质模型:匀强电场、匀强磁场等。2、作用模型 轻杆、轻弹簧、不可伸缩绳、刚体（不能发生形变物体）第12页3、过程模型 在研究质点运动时，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动等；匀速直线运动平抛（类平抛）运动匀速圆周运动匀变速直线运动较复杂曲线运动运动模型受力分析解题方法惯用能量观点主要用力与运动关系规律分析（也用能量观点）协力与初始状态。第13页 全部这些基本模型就是我们在第一轮复习中落实一个个考点。如今离高考还有两个月，我和学生还需要做些什么呢？第14页学校组织一次理综考试有这么一道题第15页第16页为处理本题第二个问题，需先了解以下知识：第17页然后进行以下等效 假如学生能顺利处理这一问题，表明对上述知识点已经了解并能进行简单应用。不过在第三问解答上还是会碰到困难，许许多多同学依然感觉无从下手。因为这一问隐藏更深。第18页 首先电路进行等效：其次，画出“7V，250”电源特征曲线；第三步，在原图上画出RA+RB特征曲线。经过平时练习要让学生深信：再复杂问题都是源自于最基再复杂问题都是源自于最基本模型，处理问题最好方法就是要从根源出发，让一切回到起本模型，处理问题最好方法就是要从根源出发，让一切回到起点。点。第19页第20页 定下问题处理思绪，然后才有可能去想方设法完成第三步。题目至此，已经没有必要再提第四个问题，假如一定要将RA、RB并联再考一次，那我们就如法炮制。第21页 在仅剩两个月时间里，我想和学生一起多做做这么事情：把许许多多问题提炼成一个最基本物理模型。把许许多多问题提炼成一个最基本物理模型。第22页以闭合电路欧姆定律为例以闭合电路欧姆定律为例伏安特征曲线测电源电动势和内阻电路动态分析欧姆表原理各类电路计算（含电路能量分析）第23页 测电源电动势与内电阻第24页 从根源出发，真正了解了测电源电动势与内电阻原理后，当学生面对这方面考题时就能做到以不变应万变以不变应万变。在仅剩两个月时间里，我还想和学生一起多做做这么事情：把一个个简单过程连接到一起，变成一个基本把一个个简单过程连接到一起，变成一个基本“物理模型物理模型”。第25页 对机动车等交通工具，在开启时候，通常有两种开启方式，即以恒定加速度开启和以恒定功率开启。两种起动方式能够合并在一起进行了解。过程分析 受力分析运动分析功率分析第26页 浙江省高中物理学科教学指导意见（）关于“功率”发展要求中第3点是“能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与汽车速度之间关系”。紧跟着说明“不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动问题”。对于这个意见，该怎么了解呢？请看浙江理综第24题第27页 节能混合动力车是一个能够利用汽油及所储存电能作为动力起源汽车有一质量m1 000 kg混合动力轿车，在平直公路上以v190 km/h匀速行驶，发动机输出功率为P50 kW.当驾驶员看到前方有80 km/h限速标志时，保持发动机功率不变，马上开启利用电磁阻尼带动发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L72 m后，速度变为v272 km/h.此过程中发动机功率1/5用于轿车牵引，4/5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机能量最终有50%转化为电池电能假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变求：(1)轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻大小；(2)轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中，取得电能E电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中取得电能E电维持72 km/h匀速运动距离L.第28页这道题目考了下面V-t图象中三个过程：第一问考是上图中这一过程，第二问考是上图中这一过程，第三问考是上图中这一过程。这三个过程都在教学指导意见框架之内，尤其是第二问相当巧妙，考一个减速过程。很清楚：过程分析离不开和，熟练进行过程分析是可能正确分析过程一个基础。第29页 让学生对这么一个过程烂熟于胸，让这整个过程也成为学生头脑中一个基本“物理模型”是我很想要实现一件事情。之所以这么归纳是因为这5种运动过程涵概了高中阶段几乎全部直线运动，包含电磁感应中导体棒经典运动过程。第30页 为此，我们又为机车起动过程专门借助“化曲为直”思想画了F-1/V图象。第31页 物理模型是基础，过程分析是能力。这么做目标就是让学生能将试题中抽象、隐藏过程转化为形象、详细图景，建立物理学模型；能将试题所提供物理过程或物理情境分解为若干简单过程。这么做目标就是为了提升学生过程分析能力。因为我一直认为只有当学生知识由点连成线，由线交织成面才能更加好从练习中去体会过程分析。提炼、归纳本身也是一次过程分析。第32页 从近几年高考题来看，过程主要分三种：过程主要分三种：第一、题目中没有明确研究对象运动过程，存在各种可能性，需要学生依据题目给出条件做出判断。浙江理综第24题 第二、研究对象运动过程已经确定，需要学生把过程拆分成几个步骤，并对其逐一分析。浙江理综卷第24题 第三、过程存在循环性，而且循环过程中存在一定改变。浙江理综第25题 第三件我想做事情是让学生有选择做些高考真题，可能会有利于学生提升过程分析能力,更加好体会物理模型与过程分析关系。第33页总想法 最终阶段复习是想培养学生由实际问题向物理情景转化能力、构建物理模型能力。最终问题处理还是落实在一个个简单过程中，一个个基本物理模型里。接轨高考思维能力要求，以不变应万变才是根本第34页请多指导，谢谢！第35页