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王安民浅析高考关键能力的培养策略浅析高考关键能力的培养策略王安民浅析高考关键能力的培养策略王安民王安民 想一想想一想：同学门可能看到过多米诺骨牌同学门可能看到过多米诺骨牌倒下时引起的相邻骨牌依次倒下的连锁反倒下时引起的相邻骨牌依次倒下的连锁反应，以及一阵风吹过麦地形成的麦浪滚滚应，以及一阵风吹过麦地形成的麦浪滚滚的景象，请你想一想，这两种运动哪一种的景象，请你想一想，这两种运动哪一种更像波动呢更像波动呢?麦浪麦浪风风 想一想：同学门可能看到过多米诺骨牌倒下时引起的相邻骨王安民 不少同学在学习物理时不太重视概念和规不少同学在学习物理时不太重视概念和规律，认为学好物理关键在于多做题，对那些律，认为学好物理关键在于多做题，对那些定义、定律知道个大概就可以了，其实不然。定义、定律知道个大概就可以了，其实不然。如果把物理学科比作大厦，概念和规律就是如果把物理学科比作大厦，概念和规律就是构成这座大厦的基石和钢筋框架。如果基础构成这座大厦的基石和钢筋框架。如果基础打不牢，又怎能在上面建起雄伟壮丽的大厦打不牢，又怎能在上面建起雄伟壮丽的大厦呢呢?高考命题专家：高考命题专家：无论一道物理考题以怎样无论一道物理考题以怎样的形式出现，它的核心一定与物理学的基本的形式出现，它的核心一定与物理学的基本原理和概念相联系。在处理千百万化的实际原理和概念相联系。在处理千百万化的实际问题的时候，只有牢牢掌握物理学的基本知问题的时候，只有牢牢掌握物理学的基本知识点，才不至于茫然无序，无所适从。识点，才不至于茫然无序，无所适从。不少同学在学习物理时不太重视概念和规律，认为学好物理关王安民何为完整的知识系统？何为完整的知识系统？何为完整的知识系统？何为完整的知识系统？积累典型过程，感悟基本方法积累典型过程，感悟基本方法理清知识线索、形成逻辑结构理清知识线索、形成逻辑结构背景、过程、涵义、表达背景、过程、涵义、表达知识点知识点知识链知识链知识体知识体 高三物理总复习的核心任务高三物理总复习的核心任务做好两件事：做好两件事：一是站在整个高中物理的大背景建构完备的一是站在整个高中物理的大背景建构完备的“知识系统知识系统”；二是积累冲刺高考的关键能力。二是积累冲刺高考的关键能力。何为完整的知识系统？积累典型过程，感悟基本方法理清知识线索、王安民复习课复习课：平抛运动：平抛运动 简单问题简单问题着眼于建构方法着眼于建构方法 问题问题 1 只用米尺测初速度只用米尺测初速度v0 学生自主学生自主 解决问题解决问题 1点拨方法点拨方法 梳理知识梳理知识 问题问题 2 求求0.5s时速度时速度v1变换情景变换情景 着眼迁移着眼迁移 末速垂直斜面求末速垂直斜面求t 利用利用身边资源身边资源 米尺粉笔头米尺粉笔头 问题问题 3 求求s1m时速度时速度v2 问题问题 4 求着地时速度求着地时速度vmax复杂问题复杂问题着眼于运用方法着眼于运用方法将知识方法融入在问题将知识方法融入在问题解决的过程中解决的过程中通常的模式：知识梳理例题讲解有效性？通常的模式：知识梳理例题讲解有效性？复习课：平抛运动 简单问题 问题 1 学生自主王安民初始状态初始状态受力情况受力情况贯穿高中物理两条主线贯穿高中物理两条主线决定运动特征因素决定运动特征因素力与运动力与运动关系关系能量能量基本运动模型基本运动模型曲线曲线圆周运动圆周运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动匀速圆周运动匀速圆周运动变速圆周运动变速圆周运动平抛运动平抛运动类平抛运动类平抛运动斜抛运动斜抛运动直线直线匀变速直线运动匀变速直线运动匀速直线运动匀速直线运动变加速直线运动变加速直线运动简谐振动简谐振动:弹簧振子弹簧振子;单摆单摆基基本本规规律律过过程程特特征征牛顿定律牛顿定律运动学公式运动学公式功能关系功能关系与能量守恒与能量守恒冲量与动冲量与动量变化量变化受力特征受力特征运动特征运动特征能量特征能量特征初始状态受力情况贯穿高中物理两条主线决定运动特征因素力与运动王安民天津特级教师李尚文对牛顿定律的系统归纳天津特级教师李尚文对牛顿定律的系统归纳复习课复习课,宏观上强调聚合宏观上强调聚合,强调整体强调整体.天津特级教师李尚文对牛顿定律的系统归纳复习课,宏观上强调聚合王安民“三个三三个三”三个三个r；三种情景；三种情景；三种状态三种状态“三个三”三个r；三种情景；三种状态王安民折江省特级教师沈晨讲玻尔模型的启示：折江省特级教师沈晨讲玻尔模型的启示：他将光谱图、能级图、轨道图同时呈现，让学生连线建构：（1）轨道与能级的对应关系；（2）跃迁（轨道与能级）与谱线的对应关系。折江省特级教师沈晨讲玻尔模型的启示：他将光谱图、能级图、轨道王安民 复习课复习课,微观上强调发散微观上强调发散,要把核心知识融入要把核心知识融入多变的情景中多变的情景中.受力分析受力分析 整体与隔离整体与隔离 复习课,微观上强调发散,要把核心知识融入多变的情景中王安民 复习课复习课,微观上强调发散微观上强调发散,要把核心知识融入要把核心知识融入多变的情景中多变的情景中.过程分析过程分析 过程分段过程分段 复习课,微观上强调发散,要把核心知识融入多变的情景中王安民具体问题具体分析具体问题具体分析改变物理环境改变物理环境 问题：问题：将质量为将质量为m m 的小球用细线悬挂，让小球从悬线偏离的小球用细线悬挂，让小球从悬线偏离竖直方向竖直方向角静止释放，求小球到最低点时对悬线的拉力。角静止释放，求小球到最低点时对悬线的拉力。起点问题起点问题（基本模型）（基本模型）情景变换一情景变换一情景变换二情景变换二情景变换三情景变换三现作如下情景变换（假设小球都能达到最低点）现作如下情景变换（假设小球都能达到最低点）具体问题具体分析改变物理环境 问题：将质量为m 的小球王安民备战高考的关键能力有哪些？备战高考的关键能力有哪些？需要快速地读取信息，将文字条件转化成物理情景；需要快速地读取信息，将文字条件转化成物理情景；需要快速地分析对象所处的环境、作用和过程特征；需要快速地分析对象所处的环境、作用和过程特征；需要快速地从自己的需要快速地从自己的“认知库认知库”中提取相关信息进行中提取相关信息进行处理，建立相应的物理模型处理，建立相应的物理模型;需要快速地对物理过程进行定量表达和推演需要快速地对物理过程进行定量表达和推演,并结合并结合实际进行必要的讨论实际进行必要的讨论。著名教育家陶行知先生曾说著名教育家陶行知先生曾说“事怎么做事怎么做,就怎么学就怎么学,学的法子是由做的法子决定的学的法子是由做的法子决定的”.”.我们不妨作逆向思考，从问题的起点回到原点：我我们不妨作逆向思考，从问题的起点回到原点：我们在高考场上解题倒底需要经历怎样的心智行为们在高考场上解题倒底需要经历怎样的心智行为？备战高考的关键能力有哪些？需要快速地读取信息，将文字条件转化王安民 （0707年年重庆高考重庆高考17 17）为估算池中睡莲叶面）为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台一圆柱形水杯置于露台,测得测得1 1小时内杯中水上小时内杯中水上升了升了45 mm.45 mm.查询得知，当时雨滴竖直下落速度查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为约为12 m/s.12 m/s.据此估算该压强约为据此估算该压强约为(设雨滴撞击设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1101103 3 kg/m kg/m3 3)A.0.15 Pa B.0.54 Pa A.0.15 Pa B.0.54 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa （07年重庆高考17）为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产王安民冲刺高考的关键能力应当是：冲刺高考的关键能力应当是：理解能力理解能力分析能力分析能力表达能力表达能力基础基础核心核心保障保障建模能力建模能力关键关键冲刺高考的关键能力应当是：理解能力分析能力表达能力基础核心保王安民（一）对于物理概念和规律，首先应该了解它们引入背（一）对于物理概念和规律，首先应该了解它们引入背景和形成过程景和形成过程如变压器原理如变压器原理:U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n1关键能力之一关键能力之一理解能力理解能力（一）对于物理概念和规律，首先应该了解它们引入背景和形成过程王安民自耦变压器自耦变压器自耦变压器王安民如如图图，当当 K 由由 2 改改接接为为 1，使使输输电电线线以以原原来来 2 倍倍的的电电压压输送交流电时，输送电流（即电流表输送交流电时，输送电流（即电流表A 的读数）如何变化？的读数）如何变化？例题例题AK12学习物理不是盲目地用公式去解学习物理不是盲目地用公式去解题题,而要关注怎么去找出公式来而要关注怎么去找出公式来!如图，当 K 由 2 改接为 1，使输电线以原来 2 倍的电王安民（二）物理概念和规律本身的物理意义要深入理解（二）物理概念和规律本身的物理意义要深入理解 例例2 2：如图如图1 1所示，物块从光滑轨道的所示，物块从光滑轨道的A A处由静止开处由静止开始下滑，然后由始下滑，然后由B B处进入水平传送带，到达处进入水平传送带，到达C C点再做点再做平抛运动，第一次皮带不动时，物块落在地面上的平抛运动，第一次皮带不动时，物块落在地面上的P P点，问第二次皮带逆时针转动起来后物块落在地点，问第二次皮带逆时针转动起来后物块落在地面上面上 ()()A AP P点点 B BP P点左边点左边 C.P C.P点右边点右边 D D不能确定不能确定（二）物理概念和规律本身的物理意义要深入理解 例2：如图1王安民例例3:(3:(教材习题教材习题)指出下面的一段叙述错在哪里，并说明原因指出下面的一段叙述错在哪里，并说明原因.将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为分功率，设输电电压为U U，则功率损失为，则功率损失为 P P损损=UI =UI （1 1）而而 U=IR U=IR （2 2）将（将（2 2）式代入（）式代入（1 1）式，得到）式，得到 P P损损=U=U2 2/R /R （3 3）由（由（3 3）式可知，要减小功率损失）式可知，要减小功率损失P P损损，就应当用，就应当用低压送电和增大输电线的电阻低压送电和增大输电线的电阻R.R.某班同学能正确回答仅为某班同学能正确回答仅为60%!例3:(教材习题)指出下面的一段叙述错在哪里，并说明原因.某王安民（三）善于比较（三）善于比较,明辨物理概念和规律间的区别与联系明辨物理概念和规律间的区别与联系1动能定理与动量定理动能定理与动量定理 动能定理与动量定理均是牛顿第二定律的动能定理与动量定理均是牛顿第二定律的推论推论(因此称之为定理因此称之为定理)两个定理均与一定的过程相对应，动能定理对应两个定理均与一定的过程相对应，动能定理对应应的是空间过程，动量定理对应的是时间过程应的是空间过程，动量定理对应的是时间过程 动能定理是代数方程，动量定理是矢量方程动能定理是代数方程，动量定理是矢量方程 定理中涉及的功是所有外力对物体做功的代数和，定理中涉及的功是所有外力对物体做功的代数和，涉及的冲量是所有外力对物体冲量的矢量和涉及的冲量是所有外力对物体冲量的矢量和 （三）善于比较,明辨物理概念和规律间的区别与联系1动能定理王安民2机械能守恒定律与动量守恒定律机械能守恒定律与动量守恒定律 两个规律互相独立两个规律互相独立 两个规律的守恒条件不同两个规律的守恒条件不同.机械能守恒条件是：机械能守恒条件是：“只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功”，动量守恒条件是：，动量守恒条件是：“不不受外力或所受外力之和为零受外力或所受外力之和为零”两个规律的守恒内容不同两个规律的守恒内容不同.机械能守恒是动能与机械能守恒是动能与势能的代数和保持不变；动量守恒是体系内各个物势能的代数和保持不变；动量守恒是体系内各个物体动量的矢量和保持不变体动量的矢量和保持不变 2机械能守恒定律与动量守恒定律 两个规律互相独立 王安民（四）明确物理概念和规律适用条件四）明确物理概念和规律适用条件,是应用的前提是应用的前提 例例 ：在如图所示的装置中，木块在如图所示的装置中，木块B B与水平桌面间的与水平桌面间的接触是光滑的，子弹接触是光滑的，子弹A A沿水平方向射人木块后留在木块沿水平方向射人木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象一起作为研究对象(系统系统)，则此系统在从子弹开始射，则此系统在从子弹开始射人木块到弹簧压缩至最短的整个过程中人木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 A A动量守恒、机械能守恒动量守恒、机械能守恒 B B动量不守恒、机械能不守恒动量不守恒、机械能不守恒 C C动量守恒、机械能不守恒动量守恒、机械能不守恒 D D动量不守恒；机械能守恒动量不守恒；机械能守恒再思考：再思考：在子弹射入的短暂过程或射入木块后，上述情况又怎样？在子弹射入的短暂过程或射入木块后，上述情况又怎样？（四）明确物理概念和规律适用条件,是应用的前提 例：在王安民 同类拓展同类拓展2 2：如图所示，若如图所示，若A A、B B两木块用轻弹簧相连，两木块用轻弹簧相连，置于光滑水平面上，向左推置于光滑水平面上，向左推A A，使弹簧处于压缩状态从，使弹簧处于压缩状态从释放释放A A到到B B离开竖直墙壁之前的离开竖直墙壁之前的一段时间内，用弹簧连接的一段时间内，用弹簧连接的A A、B B系统动量和机械能守恒系统动量和机械能守恒?同类拓展同类拓展1 1：如图所示，质量均：如图所示，质量均为为m m 的的A A、B B两物体用弹簧相连，两物体用弹簧相连，一子弹以水平速度一子弹以水平速度v v向右射入向右射入A A物物体并留在其中，若水平面光滑，体并留在其中，若水平面光滑，现将子弹、木块和弹簧合在一起现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象作为研究对象(系统系统)，则此系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中系统动量缩至最短的整个过程中系统动量和机械能守恒和机械能守恒?怎么求共同速度？怎么求共同速度？同类拓展2：如图所示，若A、B两木块用轻弹簧相连，置王安民关键之二关键之二分析能力分析能力?分析什么分析什么分析受力特征分析受力特征分析运动特征分析运动特征分析能量特征分析能量特征关键之二分析能力?分析什么分析受力特征分析运动特征分析王安民 例例:如图所示，如图所示，EFEF为一水平面，为一水平面，O O点左侧是粗糙的，点左侧是粗糙的，O O点右侧是光滑的，一轻质弹簧右端与墙壁固定，左点右侧是光滑的，一轻质弹簧右端与墙壁固定，左端与质量为端与质量为m m的小物块的小物块A A相连，相连，A A静止在静止在O O点，弹簧处于点，弹簧处于原长状态，质量为原长状态，质量为m m的物块的物块B B在大小为在大小为F F的水平恒力作的水平恒力作用下由用下由C C处从静止开始向右运动，已知物块处从静止开始向右运动，已知物块B B与与EOEO面间面间的滑动摩擦力大小为的滑动摩擦力大小为1/41/4F F，物块，物块B B运动到运动到O O点与物块点与物块A A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），运动到相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），运动到D D点时撤去外力点时撤去外力F.F.已知已知CD=4sCD=4s，OD=sOD=s.试分析整个系统的试分析整个系统的过程特征和遵循的物理规律。过程特征和遵循的物理规律。例:如图所示，EF为一水平面，O点左侧是粗糙的，O点右侧王安民?怎么分析怎么分析是是“有序有序”分析，不是分析，不是“盲目盲目”分析分析从整体到局部从整体到局部从定性到定量从定性到定量从过程到状态从过程到状态?怎么分析是“有序”分析，不是“盲目”分析从整体到局部从定王安民 例例(市一诊市一诊2424题题)如图所示，两块平行金属板如图所示，两块平行金属板M M、N N竖直放置，两板间的电势差竖直放置，两板间的电势差U U=1.510=1.5103 3V V，现将一，现将一质量质量m m=110=1102 2kgkg、电荷量、电荷量q q=410=4105 5C C的带电小的带电小球从两板上方的球从两板上方的A A点以点以v v0 0=4m/s=4m/s的初速度水平抛出的初速度水平抛出（A A点距两板上端的高度点距两板上端的高度h h=0.2m=0.2m），之后小球恰好），之后小球恰好从靠近从靠近M M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N N板上板上的的B B点点.不计空气阻力，取不计空气阻力，取g g=10m/s=10m/s2 2。求：。求：（1 1）M M、N N两板间的距离两板间的距离d d；（2 2）小球到达）小球到达B B点时的动能点时的动能E Ek k。例(市一诊24题)如图所示，两块平行金属板M、N竖王安民学生在遇到陌生复杂问题时常常有两种态度：学生在遇到陌生复杂问题时常常有两种态度：一种是凭经验、套结论，其思维方式是一种是凭经验、套结论，其思维方式是“回忆回忆”。是分析，不是是分析，不是“回忆回忆”另另一一种种是是解解答答物物理理问问题题时时，先先正正确确选选取取研研究究对对象象，冷冷静静审审视视对对象象所所处处的的物物理理环环境境，细细心心分分析析其其边边界界条条件件和和具具体体的的环环境境条条件件下下的的受受力力情情况况、运运动动过过程程特特征征和和空空间间数数量量关关系系，审审视视各各物物理理量量之之间间的的制制约约关关系系，选选择择恰恰当当的的物物理理规规律进行定量描述，其思维方式是律进行定量描述，其思维方式是“分析分析”。例：如图所示，现有光滑的例：如图所示，现有光滑的半径为半径为R R的的1/41/4圆弧轨道的滑圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上，块静止在光滑的水平面上，此滑块的质量为此滑块的质量为M M，一个质量，一个质量为为m m的小球由静止从的小球由静止从A A点释放，点释放，当小球从滑块当小球从滑块B B处水平飞出时，处水平飞出时，滑块的反冲速度为多大？滑块的反冲速度为多大？为什么巴蜀、南开、一中等为什么巴蜀、南开、一中等几名优生几名优生“全军覆灭全军覆灭”？学生在遇到陌生复杂问题时常常有两种态度：是分析，不是“回忆王安民是是“具体分析具体分析”，不是，不是“抽象分析抽象分析”例例(市一诊市一诊17)17)如图所示，赤道上随地球自转的物体如图所示，赤道上随地球自转的物体A A、赤道上空的近地卫星赤道上空的近地卫星B B、地球的同步卫星、地球的同步卫星C C，它们的运动都，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是断正确的是 A A三者的周期关系为三者的周期关系为T TA A T TB B T TC C B B三者向心加速度的大小关系为三者向心加速度的大小关系为a aA AaaB BaaC C C C三者角速度的大小关系为三者角速度的大小关系为A A C C B B D D三者线速度的大小关系为三者线速度的大小关系为v vA A v vC C v vB B是“具体分析”，不是“抽象分析”例(市一诊王安民物理物理问题问题现实现实问题问题数学数学问题问题求解求解问题问题物理建模物理建模建立方程建立方程选用规律选用规律思思路路归归纳纳 分分析析物物理理题题目目的的思思维维过程过程物理问题现实数学问题求解问题物理建模建立方程选用规律思路归纳王安民 例例如如（9797年年高高考考第第1919题题）质质量量为为 m、电电量量为为 q 的的质质点点，在在静静电电力力作作用用下下以以恒恒定定速速率率 v 沿沿圆圆弧弧从从A点点运运动动到到B点点，其其速速度度方方向向改改变变的的角角度度为为（弧弧度度），弧弧长长为为s，则则A、B两两点点间间的的电电势势差差UAUB_,AB弧中点的场强大小弧中点的场强大小 E_。(本题平均难度本题平均难度0.32，第二问难度为，第二问难度为0.2）例如（97年高考第19题）质量为 m、电量王安民 质质量量为为 m、电电量量为为 q 的的质质点点，在在静静电电力力作作用用下下以以恒恒定定速速率率 v 沿沿圆圆弧弧从从A 点点运运动动到到 B 点点，其其速速度度方方向向改改变变的的角角度度为为（弧弧度度），弧弧长长为为 s，则则A、B两两点点间间的的电电势势差差UAUB_,AB弧中点的场强大小弧中点的场强大小 E_。把表述转化为物理条件把表述转化为物理条件把表述转化为物理条件把表述转化为物理条件：以恒定速率以恒定速率 v 沿圆沿圆弧从弧从A 点运动到点运动到B点点在静电力作用下在静电力作用下速度方向改变的角速度方向改变的角度为度为，弧长为弧长为 s质点做匀速圆周运动质点做匀速圆周运动线速度为线速度为 v向心力就是静电力向心力就是静电力圆弧的弯曲程度，圆弧的弯曲程度，即圆弧的半径即圆弧的半径 质量为 m、电量为 q 的质点，在静王安民 能否将实际问题转化为熟悉的物理模型是成功能否将实际问题转化为熟悉的物理模型是成功解题的关键，这方面恰恰是我们的薄弱环节！解题的关键，这方面恰恰是我们的薄弱环节！人站上台秤是会发现人站上台秤是会发现指针左右摆动，为什么？指针左右摆动，为什么？超重与失重超重与失重 加强试题与自然、社会、生活以及科学研究之间的联系，已加强试题与自然、社会、生活以及科学研究之间的联系，已成为近年来高考的一大趋势，题目涉及的情景常常不是一个纯成为近年来高考的一大趋势，题目涉及的情景常常不是一个纯化的物理问题。而是一个与生活、科技、物理实验相关联的准化的物理问题。而是一个与生活、科技、物理实验相关联的准真实的情景，这就要求在解答时首先要将现实问题，转化为物真实的情景，这就要求在解答时首先要将现实问题，转化为物理世界的情景，建立起相应的物理模型，这是解题的关键一步。理世界的情景，建立起相应的物理模型，这是解题的关键一步。关键能力之三关键能力之三建模能力建模能力 能否将实际问题转化为熟悉的物理模型是成功解题的关键，这王安民 例例.(04.(04年全国高考年全国高考2323题题)一水平放置的水管，距一水平放置的水管，距地面高地面高h=1.8mh=1.8m，管内横截面积，管内横截面积s=2.0cms=2.0cm2 2.有水从管口有水从管口处以不变的速度处以不变的速度v v=2.0m/s=2.0m/s源源不断地沿水平方向射源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速都相同，并假设出，设出口处横截面上各处水的速都相同，并假设水流在空中不散开水流在空中不散开.取重力加速度取重力加速度g g=10m/s=10m/s2 2，不计空，不计空气阻力，求水流稳定后在空中有多少立方米的水气阻力，求水流稳定后在空中有多少立方米的水.(当年重庆难度系数当年重庆难度系数:0.60)例.(04年全国高考23题)一水平放置的水管，距地面高王安民 流体模型流体模型安安（）（）安安 流体模型安（）安王安民例例 1:1997 1:1997年年5 5月，国产水刀月，国产水刀超高压数控万能水切割机，超高压数控万能水切割机，以其神奇的切割性能在北京举行第五届国际机床展览会上以其神奇的切割性能在北京举行第五届国际机床展览会上引起轰动，它能切割引起轰动，它能切割40mm40mm厚的钢板、厚的钢板、50mm50mm厚的大理石板。厚的大理石板。水刀就是将普通的水加压，使其从口径为水刀就是将普通的水加压，使其从口径为0.2mm0.2mm的圆形喷的圆形喷嘴中以嘴中以900m/s900m/s的速度喷出的水射流。的速度喷出的水射流。假设密度为假设密度为，喷出速度为，喷出速度为v v的水射流垂直作用于等的水射流垂直作用于等待切割的材料表面，且作用后水流的速度为待切割的材料表面，且作用后水流的速度为0 0，求水射流，求水射流对材料产生压强的表达式。对材料产生压强的表达式。解解:将水流等效为圆柱体，以一定时间内射到材料上的水将水流等效为圆柱体，以一定时间内射到材料上的水量量m m为研究对象，设水柱受到材料表面的阻力为为研究对象，设水柱受到材料表面的阻力为F F，水柱横，水柱横截面积为截面积为S S，作用时间为，作用时间为t t，以其运动方向为正方向，所，以其运动方向为正方向，所设量如前，由动量定理得：设量如前，由动量定理得：FtFt0 0mvmv。（1 1）代入代入F FpSpS，m mSvt Svt，由此可得：，由此可得：p pvv2 2（2 2）例 1:1997年5月，国产水刀超高压数控万能水切割机，王安民 例例2 2(06(06年广东高考题年广东高考题)风力发电是一种环保风力发电是一种环保的电能获取方式。下图为某风力发电站外观图。的电能获取方式。下图为某风力发电站外观图。设计每台风力发电机的功率为设计每台风力发电机的功率为40kW40kW。实验测得。实验测得风的动能转化为电能的效率约为风的动能转化为电能的效率约为20%20%，空气的密，空气的密度是度是，当地水平风速约为，当地水平风速约为，问风力发电机的，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？叶片长度约为多少才能满足设计要求？rEk风风=mv2/2=(r2v)v2/2（每秒通过风轮的空气的动能）（每秒通过风轮的空气的动能）例2(06年广东高考题)风力发电是一种环保的电能获取方王安民例例3:3:为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为长、宽、高分别为a a、b b、c c，左右两端开口。在垂直于上下底，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度为面方向加磁感应强度为B B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压时，电压表将显示两个电极间的电压U U。若用。若用Q Q表示污水流量表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（D D ）A A、若污水中正离子较多，则前表面比、若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高后表面电势高 B B、若污水中负离子较多，则前表、若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高面比后表面电势高 C C、污水中离子浓度越高电压表的、污水中离子浓度越高电压表的示数将越大示数将越大 D D、污水流量、污水流量Q Q与与U U成正比，与成正比，与a a、b b无关无关 例3:为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端王安民 等效模型等效模型例（年广东高考例（年广东高考1414题）某发电站的输出功题）某发电站的输出功率为率为500kw500kw，输出电压为，输出电压为4kV4kV，通过理想变压器升压，通过理想变压器升压后向后向80km80km远处供电。已知输电导线的电阻率为远处供电。已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为，导线横截面积为，输电线路损失的功率为输出功率的输电线路损失的功率为输出功率的4%4%，求：，求：（1 1）升压变压器的输出电压；）升压变压器的输出电压；（2 2）输电线路上的电压损失。）输电线路上的电压损失。等效模型等效模型:等效模型例（年广东高考14题）某发电站的输出功率王安民 例例2 2：一位质量为：一位质量为m m的运动员从下蹲状态向上起跳，经的运动员从下蹲状态向上起跳，经t t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v v。在此过程中，。在此过程中，A A地面对他的冲量为地面对他的冲量为mvmvmgtmgt，地面对他做的功为，地面对他做的功为1/21/2mvmv2 2B B地面对他的冲量为地面对他的冲量为mvmvmgtmgt，地面对他做的功为零，地面对他做的功为零C C地面对他的冲量为地面对他的冲量为mvmv，地面对他做的功为，地面对他做的功为1/21/2mvmv2 2D D地面对他的冲量为地面对他的冲量为mvmvmgtmgt，地面对他做的功为零地面对他做的功为零等效模型等效模型：如图如图1 1，物体，物体A A、B B与与相连的轻弹簧构成质点组，当弹相连的轻弹簧构成质点组，当弹簧处于压缩状态时，簧处于压缩状态时，ABAB用一细线用一细线相连，剪断细线，经相连，剪断细线，经t t时间时间B B刚刚要离开地面，要离开地面，A A速度为速度为v v。在此过。在此过程中：地对系统做功了吗？地对程中：地对系统做功了吗？地对系统冲量多大？系统冲量多大？例2：一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间王安民高考题常常是基本模型高考题常常是基本模型的变式或组合的变式或组合 例例(06(06年江苏高考年江苏高考1717题题)如图所示，质量均为如图所示，质量均为m m的的A A、B B两个弹两个弹性小球，用长为性小球，用长为2 2l l的不可伸长的轻绳连接。现把的不可伸长的轻绳连接。现把A A、B B两球置两球置于距地面高于距地面高H H处（处（H H足够大），间距为足够大），间距为l l。当。当A A球自由下落的同球自由下落的同时，时，B B球以速度球以速度v v0 0指向指向A A球水平抛出。球水平抛出。求求(1)(1)两球从开始运动到相碰，两球从开始运动到相碰，A A球下落的高度。球下落的高度。(2)(2)A A、B B两球碰撞（碰撞时无机械能损失）后，各自速度两球碰撞（碰撞时无机械能损失）后，各自速度的水平分量。的水平分量。(3)(3)轻绳拉直过程中，轻绳拉直过程中，B B球受到绳子拉力的冲量大小。球受到绳子拉力的冲量大小。组合模型组合模型高考题常常是基本模型的变式或组合 例(06年江苏高考1王安民 物理建模过程物理建模过程现实问题转化为现实问题转化为物理世界的情景物理世界的情景王安民审视研究对象的审视研究对象的状态与过程特征状态与过程特征选择相宜的物理规选择相宜的物理规律进行数学表达律进行数学表达建立物理建立物理模型模型建立数学建立数学模型模型 物理建模过程现实问题转化为物理世界的情景王安民审视研究对象王安民 概念规律本身就包含了解决问题的基本方法，概念规律本身就包含了解决问题的基本方法，就能够直接用来解决很多问题在平时的教学中就能够直接用来解决很多问题在平时的教学中应尽可能的把多种题型纳入到基本方法的框架之应尽可能的把多种题型纳入到基本方法的框架之下，严格控制人为的下，严格控制人为的“物理模型物理模型”，这样才会越，这样才会越学越清楚，因为知识结构越简约就越有可能快速学越清楚，因为知识结构越简约就越有可能快速解决新问题。只有对于一类典型的问题，在生活解决新问题。只有对于一类典型的问题，在生活中有广泛的代表性，而且从基本方法到这类问题中有广泛的代表性，而且从基本方法到这类问题的解决还有一段距离，才能建立物理模型。的解决还有一段距离，才能建立物理模型。注意注意:概念规律本身就包含了解决问题的基本方法，就能够直王安民 通过建立物理情景通过建立物理情景,细心审视研究对象所处的具细心审视研究对象所处的具体环境，冷静分析物理过程特征后体环境，冷静分析物理过程特征后,就要利用物理就要利用物理有关规律、借助数学手段寻找等量关系，进行定有关规律、借助数学手段寻找等量关系，进行定量表达。量表达。1巧设未知量，是表达的巧设未知量，是表达的基础基础 2正确选取物理规律，是表达的正确选取物理规律，是表达的关键关键3.善画草图，将抽象问题善画草图，将抽象问题直观化直观化 另外，注意区分失量标量和另外，注意区分失量标量和统一单位制的习惯，统一单位制的习惯，注意联系实际对问题进行讨论的习惯，注意多解性。注意联系实际对问题进行讨论的习惯，注意多解性。关键能力之四关键能力之四表达能力表达能力 通过建立物理情景,细心审视研究对象所处的具体环境，冷静分王安民 例例 在水平方向的匀强电场中，一不可伸长在水平方向的匀强电场中，一不可伸长 的不的不导电细线的一端连着一个质量为导电细线的一端连着一个质量为m m的带电小球，另一的带电小球，另一端固定于端固定于O O点，把小球拉起直至细线与场强平行的点，把小球拉起直至细线与场强平行的A A点，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一点，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧侧C C点，线与竖直方向的最大夹角为点，线与竖直方向的最大夹角为(如图如图2)2)，求，求小球经过最低点小球经过最低点B B时细线对小球拉力的大小。时细线对小球拉力的大小。例在水平方向的匀强电场中，一不可伸长 的不导电细王安民 解析；从开始释放带电小球到小球摆到最大偏角的全过程运用动能定理 mglcos-qEl(1+sin)00 从开始释放带电小球到摆到最低点的过程再次运用动能定理 mglgEl 在最低点列出牛顿第二定律的方程，绳的拉力与重力的合力作为小球做圆周运动的向心力 联立解出；(3)(2)解析；从开始释放带电小球到小球摆到最大偏角王安民 题目:走绳索的杂技演员在走到绳索中点时，使水平的绳隶下垂角，问绳上的张力应是演员体重的多少倍?测试表明有测试表明有4242的同学做错。绝大多数人的错误原因是的同学做错。绝大多数人的错误原因是未能正确画出如图所示的示意图。而当我们在原题中增加未能正确画出如图所示的示意图。而当我们在原题中增加了这个示意图以后，结果只有了这个示意图以后，结果只有1111的同学做错。的同学做错。题目:走绳索的杂技演员在走到绳索中点时，使水平的绳隶下王安民某一学某一学习过程习过程具有某具有某种学习种学习行为行为这些学这些学习行为习行为的积累的积累形成了形成了相关的相关的能力能力某种能力是学习过程中相关学习行为积累的结果某种能力是学习过程中相关学习行为积累的结果王安民 能力形成过程能力形成过程?某一学习过程具有某种学习行为这些学习行为的积累形成了相关的能王安民高考场高考场上解题上解题面对新面对新情景在情景在有限时有限时间内完间内完成成需要快速地需要快速地读取信息读取信息条件转化条件转化分析综合分析综合提取知识提取知识表达推断表达推断心智行为是：心智行为是：具体问具体问题具体分析，不是套题具体分析，不是套结论、靠回忆结论、靠回忆高考需要学生积累什么行为高考需要学生积累什么行为?王安民高考场上解题面对新情景在有限时间内完成需要快速地高考需王安民谢谢各位同仁的聆听谢谢各位同仁的聆听!愿你们健康快乐每一天愿你们健康快乐每一天！谢谢各位同仁的聆听!
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