【文档说明】高考物理二轮专题复习：科学论证 课件 (含答案).ppt，共(53)页，678.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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专题复习：科学论证物理论述01科学论证物理论述01题目类型02科学论证一般方法03写作规范04物理论述01科学论证•物理论述:根据已知的知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能出来把推理过程，正确地表达物理论述•已知的知识和所给的物理

事实、条件——物理概念、规律、给出的物理情境、事实和条件•进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断——利用概念、规律，知识间的联系，进行分析、计算、推导、说明•表达——物理语言、数学语言、图形、图像物理论述这里边有几个要素，首先，我们论述的依据是“已知的知识和所给的物理事实、条件

”——已知的知识是我们应该掌握的物理概念和规律，包括概念、规律之间的联系。所给的物理事实、条件是指题目给出的物理情境、描述的过程、现象、条件等其次，我们论述的过程要体现出物理的逻辑，利用概念、规律或概念、规律间的联系，做出分析推理和判断最后，用准确、科学的物理语言、数学语言正确的将分

析、推理的过程表达出来。•对概念、规律的深入理解，“知其然，知其所以然”•论证推理、分析综合,逻辑思维•表达物理论述所以论述的前提是我们对概念、规律的理解是准确、深入的，知其然，还要知其所以然。不仅知道概念、规律本身的内涵，还要知道这个概念、规律是怎么建立的，简单说，是怎

么来的，这其实就包含了，概念规律建立的过程和知识间的联系。论述类问题在考察我们的理解推理能力的同时，还考察我们的逻辑思维和表达的能力物理论述01题目类型02科学论证•推导、证明——如：物理公式和定理的推导、对物理结论的证明•判断、分析、说明——如：对物理概念的辨析、对结论的判断对物理过

程的论述对实验现象和结果的简述、解释物理论述题的常见类型我们常见的有推导证明类，比如利用牛顿定律推导动量守恒定律。有对物理过程、现象的分析说明类：比如，这次北京市适应性训练中，对电子通过偏转电场时，电压为什么可以看成不变的，让我们对其进行分析；还有判断辨析的形式：比如

为什么不存在摩擦势能，判断辨析在实验中，也能经常看到，比如对实验结果的分析判断解释等物理论述01题目类型02科学论证一般方法03•体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下

的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同；导线MN始终与导线框形成闭合电路。已知导线MN电阻为R，其长度L恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B。忽略摩擦阻力和导线框的电阻。•（1）通过公式推导验证：在时间Δt内，F对导线M

N所做的功W等于电路获得的电能W电，也等于导线MN中产生的焦耳热Q；推导证明“F对导线MN所做的功W”——概念“电路获得的电能”——概念“导线MN中产生的焦耳热Q”——焦耳定律（规律）“等于，也等于”——关系、规律“通过公式推导验证”——途径推导证明我们来看，从哪出发呢

？力对导线所做的功，这涉及功的概念，电路获得的电能是什么？涉及概念。要证明什么？证明机械功的数值和电路电能数值相等，和电路产生的焦耳热相等，要证明的是功能关系、能量守恒这类的规律。从概念出发，证明规律。这就是我们说的依据什么（

从哪出发），证明什么（到哪去），这是基础。然后怎么证（怎么去，途径是什么呢），这是过程，题目说了“通过公式推导”，好了，这就基本清楚了，我们要在电磁感应这个具体情境下，用公式将功、电能和焦耳热分别表达出来，然后通过公式的数学推导，找到他们相等的关系，从而验证规

律。这就是基本思路，我们具体来看:电路获得电能和电动势有关AF=F=BIL匀速运动E=BL电动势v)设一段运动的过程(内设一段时间tW=Fx=Ft=(BIL)(t)vvW=Eq=(BL)(It)电v2Q=IRt=I(IR)t=IEt=IBLtv22222B

LBL=t=tRRvvv222BL=tRv222BL=tRvFMNWWMNQ电对导线所做的功等于电路获得的可见，电能，也等于导线中产生的焦耳热推导证明电路获得电能和电动势有关，这就是概念问题。我们先把电动势表达出来。电动势E=BLv，这是为表达电能做准备。我们再来看力做的

功：因为杆是匀速运动的，所以外力F等于安培力等于BIL.功是过程量，我们这一段运动的过程，这个过程的时间为Δt，这是题目中没有，我们自己设的物理量，所以要加以说明,那么，这个过程杆的位移就可以表达为vΔt。所以我们可以将力F做的功表达为W=Fx=FvΔt,即BI

LvΔt我们接着来找这个过程中电路增加的电能，增加的电能等于电源非静电力做的功，即等于电动势和这个过程中非静电力搬运电荷的电荷量的乘积。所以电能等于Eq，其中E=BLv,q=Iδt.最后，根据焦耳定律，电路中生成的加耳热Q=I2RΔt,我们再结合全电路欧姆定律

将其整理成如下形式。至此，我们就已经可以看出这三者想等的关系了。如果我们都用题目所给的已知量和我们所设的Δt来表达，相等的结果也非常明显。这就是我们根据功、电动势的概念和焦耳定律这个规律推到证明了所需的结果，实际上是让我

们利用概念、通过公式的推导来证明了一组功能关系和能量守恒。有的同学在证明时，上来先写根据能量守恒，所以三者相等。就是没有分析清楚我们要依据什么证明什么，那证明的结果当成依据，就错了。推导证明什么依据什么推导过程（从哪出发）（到哪去）（怎么去）•如图1所示，用电动势为E、内阻

为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。•（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U–I图像的示意图，并说明U–I图像与两坐标轴交点的物理意义。•

（2）a．请在图2画好的U–I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。•（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。图1图2推导证明•如图1所示，用电动势为E、

内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。•（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U–I图像的示意图，并说明U–I图像与两坐标轴交点的物理意义。•（2）a．请在图2画好的U–I关系图线上任取一点，画出

带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；图1图2U=EIr图2图2推导证明在第一问中，我们根据路端电压的表达式，很容易画出图像，并在图像中找到表达输出功率的面积•如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。

改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。•b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。图1()P=UI概念：从概念出发EI=R+r规律：22ERP=(IR)I=(R+r)推导：2222EE==(R+r)(R-r)+4RrRR2mER=rP=4r结论：当时，电源输出的电功

率最大推导证明我们来看接下来推导证明的部分，我们需要推导，该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。那么什么是电源的输出功率呢？它为什么会变化，然后有最大值呢？这就是我们的出发点电源输出功率涉及概念P=UI，这是

我们的依据，当外电阻发生改变时，根据闭合电路欧姆定律，电流会发生改变，输出功率也会发生改变，这个规律就是我们的切入点，然后我们需要进行数学推导，从数学推导的结果中，发现当外电阻R=r时，输出功率最大，并且我们也能从数学结果得到最大值为E2/4r。最后说明结论•如图1所示，用电动势为

E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。•（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。图1外电路消耗的电能内电路消耗的电能电源转化的电能:规律：能量守恒定律W

E=q非概念：:W非非静电力做功（等于电源转化的电能）:W=Uq+Uq非外内数学语言Eq=Uq+Uq外内E=U+U外内UU外内设内、外电路电势降落分别为、推导证明我们再看第3问，这问是证明：我们从哪出发呢？我们需要在题目中找到线索

“电动势定义”，和“能量守恒定律”，要到哪去呢？“电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和”。这就非常清楚了，我们要根据一个定义和一个规律证明一个物理结论。我们先将定义写出来：电动势等于非静电力的功除以电量q，然后找到这个情景

中能量守恒的具体形式：电源转化的电能等于内外电路消耗电能的总和。然后我们要利用知识间的关联。比如，我们通过非静电力做功，将电动势和电源转化的电能联系起来，通过静电力做功将消耗的电能和电势差联系起来。从而得到更

具体的表达式，得出结论。推导证明什么依据什么推导过程（从哪出发）（到哪去）（怎么去）概念、规律知识关联数学语言•物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，•a．求弹力所做的功，并据此求弹性势能

的变化量；•b．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。判断、分析、说明我们再来看另一种常见的类型：对概念、现象、结论等作出分析判断，给予说明。我们来看这个例子，这是一个简单的说明，为什么没有摩擦力势能的概念。他

看上去是“说明”，但实际上还是对我们是否真正理解“势能”是什么？如何才能定义势能，也就是势能概念的理解。所以，它和我们刚才讲的推导证明中，要深入理解概念是同一类问题，从比较弹力、摩擦力两种力做功不同的特点出发，说明势能的概念。看上去没有数学方面的推导，实际上，相关推导只是在前边的问题中解

决了，这是题目搭设的台阶。这是一种对于概念的说明。我们还常常见到对于过程、现象、结论的说明。•根据已知的知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断•基于具体的物理情境（事实、条件），结合具体情境•根据已有知识，“推理”、“论证

”，进行分析判断、分析、说明这类问题往往有一个非常具体的情境，然后在这个情境下，针对所给出的物理事实、条件，结合我们已有的知识，根据已有知识，进行推理论证，作出分析和判断等。这类问题往往要突出具体的情境。是针对具体情境的分析

•如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场极板间电势差为U0。偏转电场极板间电势差为U，极板长度为L，板间距为d，偏转电场可视为匀强电场，电子所受重力可忽略。（1）求电子射入偏转

电场时的初速度v0和从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy（2）由问题（1）的结论可知，电子偏转距离Δy与偏转电场极板间电势差U有关。已知L=1.0×10-1m，加速电场U0=500V。当偏转极板间电压为随时间变化的交变电压u=220sin50πtV时，在计算其中

任意一个电子通过极板的偏转距离Δy时，仍可认为偏转极板间电势差是某一定值。请利用下面所给数据，分析说明这样计算的合理性。已知e=1.6×10-19C，m=9.1×10-31kg。2具体情境下，这样处理的原因、理由，解释判断、分析、说明我们来看这个例子，这是我们刚刚进行的北京市适应性训练

的题目。带电粒子在电场中发生偏转。通常，我们认为电子在恒定的匀强电场中做匀变速曲线运动。那么，当两个极板所加电压为这样的正弦式交变电压时，为什么还能认为电子穿越电场的过程中，所受电场力不变、它的加速度不变，仍然做匀变速曲线运动呢？让我们对

此作出分析说明。那么这个说明就必须是紧扣题目所给的具体情境，不是为什么可以忽略，而是这个情境下为什么可以忽略？所以必须有具体的数据支撑。我们从哪出发呢？我们已有的知识，题目所给事实Ut0Ut0ΔtTΔt<<T时，可认为U不变220250(V)u=sint判断

、分析、说明我们已有的知识，就是恒定电压和正弦式交变电压的规律，还有微元的思想。如果，我们在交变电压的变化过程中，取一段时间Δt，那么在这段时间内电压明显是变化的。只有当Δt非常小的时候，我们才能认为在这个过程中U是不变的。那Δt怎么

就算非常小了呢？应该是和周期比很小。Δt到底是多长？周期是多长？这就必须结合具体情境了。基于具体情景的规律：0Lt=v2T97.510st2410sT972101010tT分析：仍可认为偏转极板间电势差做是结论：所以某一定值2001Ue=m2v通过计算找证

据：t<<T我们利用已有的交变电流的知识计算出周期的数值。我们再利用电子水平方向的匀速运动，计算出它穿越电场的时间，只有计算出电子运动过程的时间和周期的具体数值，才有判断的依据，当然我们看到，通过数量级就已经足够有说

服力了。这个过程，从思路上：首先得明白我们做了怎样的理想化处理？然后是为什么能这么处理，最后是找到证据。而我们表达的顺序是结合情境通过计算量出证据，再通过证据对结论加以说明。所以，无论是思考还是表达，我们都必须紧扣电子运动的具体情境和数据。对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不

同角度进行研究，找出其内在联系，可以更加深刻地理解其物理本质。（1）单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的

质量为m，粒子运动速率均为v。如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。（f=knmv2,1≤k≤2）（2）实际上大量粒子运动的速率不尽相同。

如果某容器中速率处于100～200m/s区间的粒子约占总数的10%，而速率处于700～800m/s区间的粒子约占总数的5%，论证：上述两部分粒子，哪部分粒子对容器壁的压力贡献更大。判断、分析、说明我们再来看

，这次适应性练习的最后一题。在建立模型分析出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系后，继续论证：占总数的10%、速率处于100～200m/s区间的粒子和占总数的5%、速率处于700～800m/s区间的粒子，哪部分粒子对容器壁的压力贡献更大。这就必须是建立在这个问题的具体情境中进行

讨论，说明也好，论证也好，必须知道说明什么，论证什么，依然是我们提到的到哪去？依然要清楚从哪出发？这类问题就是从具体情境出发，然后再这个情境中找证据2fn基于具体情景的规律：v通过计算找证据：些。子对于压力的贡献更大800m/s区间的分-700可见，,分析、做结论：21ff判

断、分析、说明既然论证的结果是小f，那么出发点：就是之前第一问找到的表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系（这就是结合情境的结论，是出发点），证据就是利用上述关系，计算出的数据。然后再通过数据，得出结论。这个论证的过程也是紧扣这个具体情境的。•（2016）21.⑤某同学

想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依

据是否正确。结合具体情景该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定（情景），根据（规律）可知，v2-h图像就是过原点的一条直线。要想通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图

像的斜率是否接近2g。22102()2fmghfhmghmvv•不单要说明是什么，而且要说清楚为什么。122mgh=mv2=2ghv要有表达式做为证据判断、分析、说明在实验中，我们也常见到对现象、结论的分析说明。我们看这个例子（读题）。我们看到，在这个情境

中，不涉及具体数据的计算，数据不再是证据。但我们的思路是一样的，什么情境？重物下落，什么规律？机械能守恒于是我们就能写出基于重物下落这个过程，机械能守恒的表达式，应该是mgh=1/2mv2,整理成v2-h图像所需的解析

式为v2=2gh图像,可见，这里有两个信息，第一个是v2-正比于h，第二个是比例系数、也就是斜率为2g.如果机械能不守恒，我们假设重物受到恒定的阻力f，则由动能定理，我们可以得到v2-依然正比于h，但是比例系数变了，图像的斜率不再是2g

，这个过程机械能就不守恒了。因而我们可以判断出该同学的依据是不全面的。所以，分析论证该同学的说法，就需要有分析、论证的过程，而不能仅仅是判断“对”还是“不对”，分析论证的过程就是说明楚为什么对，为什么不对？说明为什么的过程，就是结合重物下落这个情境，

通过写清楚表达式并利用表达式进行判断的过程。我们可以将其整理为：基于情境，利用数学表达式描述规律，结合数学表达式阐明结果。牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同

样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。（情景——平抛、圆周，分析做平抛运动、做匀速圆周运动的原因——力和运动的关系）结合具体情景定性描述清楚情境中蕴含的规律：物体初速度较小时，运动范围很小

，引力可以看作恒力——重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不能再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。平抛：恒力圆周：变力判断、分析、说明也有些说明类的问题，

既不涉及数据，也不需要写出表达式。我们来看这个例子（读题），我们依然要紧扣情境，搞明白题目让我们做什么？就是我们反复说的到哪去？就是为什么物体会从平抛运动变为匀速圆周运动？为什么做某种运动，我们的出发点

显然是力合运动的关系。物体做平抛运动时受到的是恒力，做匀速圆周运动时，受到的是始终指向圆心的变力。当我们把出发点和到达点联系起来，就知道怎么去了，明显题目要求我们说明的是小范围内，引力可以看成恒力，大范围内

，引力是变力，不能再看成恒力了。那我们就结合引力，再物体做平抛需要恒力，做圆周运动受到的是变力说明白就行了。这类问题，不需要数学公式，需要的是我们对具体情境中，物理规律的分析和把握。结合具体情景说明什么依据什么推导过程（从哪出发）（到哪去）（怎么去）概念、规律知识关联数学语

言判断、分析、说明总而言之，这类基于具体情境、过程的判断、分析、说明类的问题，就是将对概念、规律的理解放到一个图景下进行考察，依然是要清楚从哪出发，到哪去，依靠概念间的联系，知识间的关联，物理规律，通过定量计算、数学表达式分析、物理规律的说明达

到分析、说明的目的。单独要突出的是，这些过程都要始终紧扣题目给出的具体的物理情境，不能脱离情境空泛的说明。•深入理解概念、规律（内涵、外延）•联想汇集有关概念、规律、原理和方法,将知识网络化单击此处添加标题文本内容•深入理解概念、规律（内涵、外延）•联想汇集有关概念、规

律、原理和方法,将知识网络化这就不难看出，无论推导证明，还是分析说明，都需要我们准确、深入的理解概念和规律。还需要知晓概念、规律之间的关联，就是我们常说的将知识网络化。物理论述01题目类型02科学论证一般方法03写作规范04解答论述题，一般可按以下步骤进行：（1）根据题给条件

，画出草图分析（图形也是科学论证的语言），明确题意。（2）对题目中的物理现象，涉及的物理模型，发生的物理过程，进行简要的文字说明和进行必要的数学推导，具体说明每步的依据，从而得出结论或论证所需要的数学表达式。证据的形式：表达式、数据、图像（3）对导出的结果进行分析、

说明、必要的讨论，最后得出结论，阐明观点。物理论述题的写作规范解答论述题，一般可按以下步骤进行书写：（1）根据题给条件，画出草图分析（图形也是科学论证的语言），明确题意。（2）对对题目中的物理现象，涉及的物理模型，发生的物理过程，进行简要的文字说明和进行必要的数学推导，具体说明每步的依据，

从而得出结论或论证所需要的数学表达式。比如，流体问题，我们画出柱状的模型图示，题目没有的物理量，比如设一段时间t,或用到题目没说的字母，要加以说明。在进行必要的数学推导的过程中，尽可能说明每步的依据，比如根据牛顿第二定律，根据动量守恒定律，根据匀速运动等等

，然后再写出数学表达式。我们给出的证据的形式：可能是计算出的具体数据，估算的数量级，也可能是一个表达式、还可以是图像等等（3）最后，要对对导出的结果进行分类讨论，比如对图像斜率的说明、公式中系数的说明，对具体数据的分析等等等，最后得出完整的

结论。总之，论述类问题较为综合的考察，同学们可以利用我们做过的题目，反复体会，注意积累。