用圖像法解2017年高考全國理綜Ⅰ卷物理壓軸題

(甘肅省會寧縣第二中學(xué)，甘肅 白銀 730799)

用圖像法解2017年高考全國理綜Ⅰ卷物理壓軸題

曹養(yǎng)榮

(甘肅省會寧縣第二中學(xué)，甘肅 白銀 730799)

本文對2017年高考全國Ⅰ卷(理綜)物理壓軸題進(jìn)行了深入探析，采用運動的合成與分解方法，根據(jù)速度圖像求解，解題過程簡潔明了。

本文系甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度課題“‘深度學(xué)習(xí)’教學(xué)改進(jìn)與學(xué)科教研方式轉(zhuǎn)變研究”(批準(zhǔn)號：GS[2017]GHB0111)的階段性成果。

高考物理；運動分解；圖像法

2017年高考全國Ⅰ卷理綜物理壓軸題是一道有關(guān)復(fù)合場的動力學(xué)問題，已知條件少，過程復(fù)雜，計算量大。如果采用運動的合成與分解法，根據(jù)速度圖像解之，將事半功倍。

1 原題呈現(xiàn)

真空中存在電場強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處于位置A時，將電場強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點，重力加速度大小為g，求：

(1) 油滴運動到B點時的速度；

(2) 求增大后的電場強(qiáng)度的大小；為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。

2 解析

圖1

(1) 油滴在電場力作用下的分運動關(guān)于時間軸具有對稱性，所以在2t1時刻油滴在電場力作用下的分速度仍然是v0。油滴在重力作用下做自由落體運動，經(jīng)過2t1時間分速度為-2gt1。根據(jù)運動的合成，油滴在2t1時刻的實際(合)速度為vB=v0-2gt1。

(2)v-t圖線與時間軸所夾的“面積”之差，即為油滴在復(fù)合場中運動的位移，可正、可負(fù)。

評析：2017年高考全國卷Ⅰ物理壓軸題是一道有關(guān)復(fù)合場中的動力學(xué)問題。從運動的合成與分解角度切入，根據(jù)運動的獨立性，分別計算油滴在電場力和重力的作用下運動的分速度、分位移；然后再通過合成求實際(合)速度、(合)位移。并且借助速度圖像，利用幾何圖形計算速度、位移，難度將大大降低。

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