高三物理社会物理与科技物理STS指导-高考热点分析4---考查论证能力

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1、高考热点分析(四)－－考查论证能力   要求论证的题，是能力要求的较高导次，属于较难的试题。往届高考仅偶尔有这种题，因此，它代表示未来高考走向。这类题属于在等以上程度的考生分析研讨。由于是新的要求。下面举例说明。例1．匀强电场的场强E＝2.0×103v/m,方向水平。电场中的光滑绝缘水平面上有两个带电质点，它们的质量均为m＝1.0×10－5kg。质点A带负电,质点B带正电,电量均为q＝1.0×10－9C，开始时两质点位于同一等势面上,A的初速度v10＝1.2m/s，B的初速度v20＝0.4m/s,均沿场强方向。在以后的运动过程中，若用△s表示任意时刻两

2、质点间沿电场方向的距离，问当△s的数值在什么范围内,可判断哪个质点在前面(规定初速方向为前)，当△s的数值在什么范围内下可判断谁前谁后？分析与解答：依题可知A、B两质点受同样大小的电场力qE,加速度大小恒为a＝qE/m＝0.20m/s2的运动，只是A作匀减直线运动,而B作匀加速直线运动,由于A的初速度v10大于B的初速度v20，故在初始阶段A、B间的距离s－s逐渐增大,但A、B间的速度差v1－v2却逐渐减小。过一段时间后，B的　　　　　　速度就超过了A的速度,A、B间的距离s1－s2就开始减小。发生转折的条件是两者速度相等，即v1＝v2，此时A、B间的

3、距离最大,且A在前。以t1表示发生转折的时刻，由运动学公式得：v10－at1＝v20＋at1　　　　　　t1＝2s　　A、B间的最大距离：　　△sm＝(v10t1－at12/2)－(v20t1＋at12/2)＝0.8m　　这以后，△s逐渐减小，设t2时刻△s＝0，即：　　v10t2－at22/2＝v20t2＋at22/2　t2＝4s　　当t＞t2时，△s增大，且B在前，并有可能超过0.8m.综上：当A、B间距离△s小于0.8m时，A可能在前(t＜t2)，B也可能在前(t2＜t＜t3，可由v20＋at32/2－(v20－at32/2)＜0.8得t3＜(2

4、＋2)s＝4.8)。　　　当△s大于0.8m时，A一定在后，B一定在前。(利用v－t图可有助于讨论)　例2．如图所示的装置中，A、B和C为三支内径相等竖直放置的玻璃管，A、B上端等高，管中装有水，A管上端封闭，内有气体，B管上端开口与大气相通，C管中水的下方有活塞顶住,A、B、C三管由内径很小的细管连接在一起,开始时，A管中气柱长度L1＝3.0m，B管中气柱长度L2＝2.0m,　　C管中水柱长度L0＝3.0m，整个装置处于平衡状态。　　现将活塞缓慢上顶，直到C管中的水全部被顶到上面管中。求此时A管中气柱的长度L‘。已知大气压强P0＝1.0×105P0，

5、取g＝10m/s2。分析与解答：首先应想到C管中的水全部被顶到上面管中，有三种可能；B管中的水示达管口；B管中水恰达管口；有水从B管中溢出。判断方法常见的有两种方法：从一般入手讨论或从特殊入手讨论。以A中气体为研究对象。P1＝P0＋ρg(L1－L2)＝1.1×105Pa，L1＝3.0m。方法一：B、A两管水面高度差度为h’＝(L1－L2)＋[L0-(L1－L‘)]＝L0＋L1’－L2P1‘＝P0＋ρg(L0＋L1’－L2)，由玻意耳定律得，P1L1＝P1‘L1’1.1×105×3＝105×[1＋0.1×(1＋L1‘)]L1’　　　L1‘≈2.5m　　这

6、样A管中进水0.5m，B管中应进水2.5m，不合题意，表明应有水从B管口溢出。方法二：设B管中水恰达管口，则L1’应为2.0m。A中气体变为原来的2/3,依玻意耳定律，其压强应变为原来的3/2，即应为3P1/2，按这样假设，现在P1‘’＝P0＋ρgL1‘＝1.2×105Pa，小于3P1/2，表明A中气体不可这么小，应有水从B管口溢出。　　已经判断出有水从B管溢出，则P2＝P0＋ρgL1’，可得[P0＋ρg(L1－L2)]L1＝(p0ρgL1‘)L1’　　解得L1‘＝2.62m，即有2.62m高的水从B管口溢出。例3．如图所示，在光滑水平上并排放两个相同

7、的木板A、B，长度都是L＝1.00m，A的左端入一小金属块C，它的质量与一木板的质量相等。现使C以初速度v0＝2.00m/s开始向右滑动,它与木板间的动摩擦因数μ＝0.10，取g＝10m/s2。求木板B最后的速度。　　　　　　　　　　分析与解答：由于摩擦力的作用，C作匀减速直线运动，A、B作匀加速直线运动,设C从A进入B时的速度为v，这时A、B的速度为v1，由动量守恒定律和动能关系得：　　　　　　mv0＝mv＋2mv1　　　　　　　　　　　2v1＋v＝2　　①　　　　　　μmgl＝mv02/2－mv2/2－2mv12/2　　　2v12＋v2＝2　　②解

8、得：v1＝1m/s，v＝0(不可能，此组解舍)；v1＝1/3(m/s)，v＝4/3(m/s)。