【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理：高考抢分之用能量的观点解决圆周运动

1. 电磁感应中的图象问题的方式：（1）给出电磁感应过程，选出或画出正确的图象；（2）给出有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。

2. 图象类型（1）磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B －t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象。

（2）对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象。

3. 解决图象问题的一般步骤（1）明确图象的种类；（2）分析电磁感应的具体过程；（3）用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；（4）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出关系式；（5）根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；（6）画出图象或判断图象。

例题1（山东高考）将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。

用F表示ab 边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是（）A. B.C. D.解析：由图乙可知磁感应强度的大小随时间呈线性变化，即B t∆∆为定值，由法拉第电磁感应定律得知，圆形线圈中产生大小恒定的感应电动势B E S t t ϕ∆∆==⋅∆∆，可知E 的大小恒定不变，则感应电流的大小恒定不变，ab 边在磁场中所受的安培力的大小也恒定不变，C 、D 可排除；由楞次定律可知，0～2T 内，圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，通过ab 的电流方向从b→a ，由左手定则判断得知，ab 所受的安培力方向水平向左，为负值；同理可知，在后半个周期内，安培力大小恒定不变，方向水平向右。

故B 正确。

答案：B例题2 如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1L 2之间、L 3L 4之间存在匀强磁场，大小均为1 T ，方向垂直于虚线所在平面。

年级高三学科物理版本通用版课程标题力的动态平衡处理方法编稿老师刘汝发一校黄楠二校林卉审核张静静本讲内容主要讲解共点力平衡中的动态平衡。

这类问题中物体所受的力有一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力的平衡问题中的一类难题。

解决这类问题的一般思路是：根据现行高考要求，物体受到的往往是三个共点力，利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点，许多同学因不能掌握其规律而无从下手，本讲将从解题方法上通过例题进行归纳总结，重点熟悉平行四边形定则和三角形定则以及力的平衡规律。

1. 共点力平衡规律（1）三个共点力平衡一定可以构成封闭的首尾顺次连接的矢量三角形。

（2）多个共点力平衡，其中一力的大小与其他力的合力等大反向。

（3）三力平衡，若两力相交于一点，则第三力（力的作用线）必过此交点。

2. 力的平行四边形定则和三角形定则的转化两分力首尾顺次连接，合力由第一个力的首端指向第二个力的末端。

由上图可以看出：F2、F3的合力与F1等大反向。

3. 解题方法图解法、相似三角形法。

方法一：图解法（三角形法）例题1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。

今使板与斜面的夹角β缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？解析：取球为研究对象，其受力情况如图所示：球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2作用。

因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将代表三个力的有向线段构成一个封闭的矢量三角形：F1的方向不变，但大小改变，始终与斜面垂直。

F2的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，动态矢量三角形图中已画出的一系列虚线表示变化的F2。

由此可知，F2先减小后增大，F1随β增大而始终减小。

变式训练：小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑斜面上，小球质量为m，斜面倾角为θ，向右缓慢推动斜面，直到细线与斜面平行，在这个过程中，绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况是怎样的？解析：以小球为研究对象，分析受力如图所示。

1. 传动装置特点（1）同轴转动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同。

如图中A、P两点。

（2）皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带（或齿轮）传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

如图中A、B两点。

（3）在讨论v、ω、r三者关系时，应采用控制变量法，即保持其中一个量不变来讨论另外两个量的关系。

例题1 如图所示，有一种向自行车车灯供电的发电机，发电机的上端有一半径r=1cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而n为2700r/min时车灯能正常发为发电机提供动力。

从发电机的铭牌获知当发电机的转速r光。

已知自行车小齿轮的半径R1=4cm，大齿轮的半径R2=10cm，车轮的半径R3=36cm。

假定当自行车前进时摩擦小轮与车轮之间以及车轮与路面之间都无相对滑动，问当车灯正常发光时，求（1）自行车前进的速率为多少km/h ？（2）自行车的脚踏板绕大齿轮轴运动的转速为多少r/min ？解析：（1）摩擦小轮与车轮之间是同缘传动，边缘点线速度相等，故车速等于摩擦小轮边缘点的线速度；故：22 2.8m s 10.0km h r v r n r ωπ==⋅≈≈。

（2）摩擦小轮与车轮边缘点线速度相等：ωr r=ω3R 3，小齿轮与车轮角速度相等：ω3=ω1，大齿轮与小齿轮边缘点线速度相等：ω1R 1=ω2R 2，所以2231r R Rr R ωω⋅=，2231r n R R n r R ⋅=122330.9r min r rR n n R R =≈。

答案：（1）10.0km/h （2）30.9r/min例题2 如图所示，是生产流水线上的皮带传输装置，传输带上等间距地放着很多半成品产品。

A 轮处装有光电计数器，它可以记录通过A 处的产品数目。

已知测得轮A 、B 的半径分别为r A =20cm ，r B =l0cm ，相邻两产品距离为30cm ，lmin 内有41个产品通过A 处，求：（1）产品随传输带移动的速度大小；（2）A 、B 轮轮缘上的两点P 、Q 及A 轮半径中点M 的线速度和角速度大小，并在图中画出线速度方向；（3）如果A 轮是通过摩擦带动C 轮转动，且r C =5 cm ，在图中描出C 轮的转动方向，求出C 轮的角速度（假设轮不打滑）。

一、能量守恒定律（1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

（2）正确理解能量守恒定律：①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；②某个物体的能量减少，一定存在着其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，这也是列能量守恒定律方程式的两条基本思路之一。

（3）应用能量守恒定律解题的步骤：①分清有多少种形式的能（如动能、势能、电能等）在变化；②分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式；③列出恒等式：ΔE减＝ΔE增。

综上所述，功是能量转化的量度。

做功的过程就是能量转化的过程，能量的转化是通过做功来实现的，力做功与能量的转化有对应关系，因此我们利用功和能的关系分析问题时，一定要搞清楚有哪些力做功，分别伴随着哪几种形式的能之间的转化，什么形式的能增加了，什么形式的能减少了。

例题1 小物块A 的质量为m ，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h ，倾角为θ；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O 点处无机械能损失，重力加速度为g 。

将轻弹簧的一端连接在水平滑道M 处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O 点，如图所示。

物块A 从坡顶由静止滑下，求：（1）物块滑到O 点时的速度大小； （2）弹簧为最大压缩量d 时的弹性势能； （3）物块A 被弹回到坡道上升的最大高度。

解析：（1）由动能定理得mgh －μmgh cot θ＝12mv 2，得v （2）在水平滑道上 由能量守恒定律得12mv 2＝E p ， 解得E p ＝mgh －μmgh cot θ；（3）设物块A 能够上升的最大高度为h 1，物块A 被弹回过程中 由能量守恒定律得E p ＝μmgh 1cot θ＋mgh 1， 解得h 1＝(1cot )1cot hμθμθ-+。

答案：（1 （2）mgh －μmgh cot θ （3）(1cot )1cot hμθμθ-+例题2 “和平号”空间站已于3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道（可近似地看做圆轨道）开始，经与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海。

本讲讲解分析系统运动的一把钥匙：动量。

用动量的观点分析解决问题是高中物理的三大方法之一，同时这种方法的研究对象是质点组成的系统，因此避开了繁琐的过程分析， 从高考考查的知识点考量，动量和能量的结合是命题重点。

下面就动量的解题规律进行分析和总结。

1. 动量定理（1）研究对象：单个物体或系统； （2）表达式：21F t mv mv =-合；（3）注意事项：矢量式通过规定正方向来转化成标量式； （4）解决问题：求变力的冲量、动量的变化、平均力。

2. 动量守恒定律 （1）表达式p p '=（系统相互作用前的总动量p 等于相互作用后的总动量p '） ①0=∆p （系统总动量增量为零）②21p p ∆-=∆（相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等方向相反） ③'+'=+22112211v m v m v m v m （相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量之和等于作用后总动量之和）（2）动量守恒定律的适用条件①系统不受外力或受到的外力之和为零（∑F 合=0）；②系统所受的外力远小于内力（F 外<<F 内），则系统动量近似守恒； ③系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零，则系统在该方向上动量守恒（分方向动量守恒）。

（3）动量守恒定律的五个特性 ①系统性应用动量守恒定律时，应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统，同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等。

②矢量性系统在相互作用前后，各物体动量的矢量和保持不变。

当各速度在同一直线上时，应选定正方向，将矢量运算简化为代数运算。

③同时性1v 、2v 应是作用前同一时刻的速度，'1v 、'2v 应是作用后同—时刻的速度。

④相对性列动量守恒的方程时，所有动量都必须相对同一惯性参考系，通常选取地球作参考系。

⑤普适性它不但适用于宏观低速运动的物体，而且还适用于微观高速运动的粒子。

实验目的1. 学会用伏安法测电阻，测定金属丝的电阻率；2. 练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪器。

实验原理欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l ，用螺旋测微器测金属丝的直径d ，用伏安法测金属丝的电阻R ，由R ＝ρl S ，所以金属丝的电阻率ρ＝πd 24l R 。

实验器材被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等。

实验步骤1. 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ；2. 依照电路图用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大；3. 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l ；4. 电路经检查确认无误后，闭合电键S ，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内；断开电键S ，求出金属丝电阻R 的平均值；5. 将测得的R 、l 、d 值代入电阻率计算公式ρ＝RS l ＝πd 2R4l ，计算出金属丝的电阻率；6. 拆去实验线路，整理好实验器材。

技巧口诀两个定律把ρ定，测U 测I 测直径， l 测量莫松动，为减误差○A 外接， 通过电流要适宜，变阻器使用记心中。

例题1 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30 Ω。

现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。

（1）用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图所示，则该电阻丝直径的测量值d ＝ mm。

（2）实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：电压表V1（量程0～3 V，内阻约3 kΩ）电压表V2（量程0～15 V，内阻约15 kΩ）电流表A1（量程0～100 mA，内阻约5 Ω）电流表A2（量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω）滑动变阻器R1（0～10 Ω）滑动变阻器R2（0～1 kΩ）电源E（电动势为4.5 V，内阻不计）为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。

一、实验目的测定电池的电动势和内电阻。

二、实验原理如图所示，改变R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组I 、U 值，利用闭合电路的欧姆定律E U Ir =+可得：1122E U I r E U I r =+⎧⎨=+⎩解得：2112211221I U I U E I I U U r I I -⎧=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩测测可求出几组E 、r 值，最后分别算出它们的平均值。

此外，还可以用作图法来处理数据。

由E U Ir =+可变形为：U E I r =-即()U Ir E y kx b =-+=+的形式。

若坐标纸上以I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出的几组I 、U 值画出U －I 图象（如图）。

所得直线跟纵轴的交点（y 截距）即为电动势值，跟横轴的交点（x 截距）即为短路电流值，直线斜率的绝对值即为内电阻r 的值。

三、实验器材待测电池，电压表（0－3V ），电流表（0－0.6A ），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。

四、实验步骤1. 电流表用0.6A 量程，电压表用3V 量程，按电路图连接好电路。

2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

3. 闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I 1、U 1），用同样方法测量几组I 、U 的值。

4. 打开电键，整理好器材。

5. 处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

五、注意事项1. 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。

2. 干电池在大电流放电时，电动势E 会明显下降，内阻r 会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A ，短时间放电不宜超过0.5A 。

因此，实验中不要将I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

3. 要测出不少于6组I 、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I 、U 数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E 、r 值再取平均值。

年级高三学科物理版本通用版课程标题实验验证动量守恒定律编稿老师吴宾一校黄楠二校林卉审核张静静本讲内容主要是验证动量守恒定律的实验，本实验属于选修内容的实验，高考考查的难度较低。

本实验的实验方法有多种，以碰撞中的动量守恒为主，实验时注意系统的选择和守恒条件。

一、实验目的1. 验证碰撞中的动量守恒；2. 探究一维弹性碰撞的特点。

二、实验原理如图所示，质量分别为m1和m2的A、B两个小球发生正碰，若碰前m1入射、m2静止，碰撞后两个小球从水平轨道水平飞出做平抛运动且下落高度相同，则飞行时间相等。

若用飞行时间作为单位时间，则小球水平速度在数值上等于小球平抛运动的水平位移，测出小球的质量m1、m2，两球碰撞前后水平运动位移为OP、OM、ON，若m1OP＝m1OM＋m2ON成立，则可验证动量守恒定律。

三、实验器材斜槽、两个大小相等质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规。

四、实验步骤1. 用天平测出两个小球的质量m1、m2，选质量大的作为入射球m1。

2. 按如图所示安装好实验装置，使斜槽的末端点切线水平。

3. 在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹。

4. 在白纸上记下重垂线所指的位置O。

5. 先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度滚下，重复10次。

用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置。

6. 把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。

用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。

7. 测量线段OP、OM、ON的长度，将测量数据填入下表中。

实验次数入射小球的质量m1/g被碰小球的质量m2/gOP（cm） OM（cm）ON（cm）碰前动量（/kg m s⋅）碰后动量（/kg m s⋅）12把两小球的质量和相应的数值代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看是否成立。