高中物理解題方法和應試技巧

2021-03-04 05:48:15 字數 4563 閱讀 5972

一、解答物理問題的常用方法

方法一隔離法和整體法

1.所謂隔離法,就是將物理問題的某些研究物件或某些過程、狀態從系統或全過程中隔離出來進行研究的方法.隔離法的兩種型別:

(1)物件隔離:即為尋求與某物體有關的所求量與已知量之間的關係,將某物體從系統中隔離出來.

(2)過程隔離:物體往往參與幾個運動過程,為求解涉及某個過程中的物理量,就必須將這個過程從全過程中隔離出來.

2.所謂整體法,是指對物理問題的整個系統或過程進行研究的方法,也包括兩種情況:

(1)整體研究物體體系:當所求的物理量不涉及系統中某個物體的力和運動時常用.

(2)整體研究運動全過程:當所求的物理量只涉及運動的全過程時常用.

此方法多用於與受力、運動有關的問題.

如下圖所示,兩個完全相同的球,重力大小均為g,兩球與水平地面間的動摩擦因數均為μ,一根輕繩兩端固定在兩個球上,在繩的中點施加乙個豎直向上的拉力,當繩被拉直後,兩繩間的夾角為α.問當f至少為多大時,兩球會發生滑動?

【解析】 設繩子的拉力為ft,水平面對球的支援力為fn,選其中某乙個球為研究物件,發生滑動的臨界條件是

ftsin=μfn又ftcos=f ②

再取整體為研究物件,由平衡條件得f+2fn=2g ③ 聯立①②③式得f=.

方法二等效法

等效法是物理學中乙個基本的思維方法,其實質是在效果相同的條件下,將複雜的情景或過程變換為簡單的情景或過程.

1.力的等效:合力與分力具有等效性,將物體所受的多個恒力等效為乙個力,就把複雜的物理模型轉化為相對簡單的物理模型,大大降低解題難度.

2.電路等效:在元件確定的情況下,線路連線千變萬化,有些電路元件的連線方式並非一目了然,這就需要畫等效電路圖.

3.物理過程的等效:若乙個研究物件從同一初始狀態出發,分別經過兩個不同過程而最後得到的結束狀態相同,這兩個過程是等效的.

半徑為r的絕緣光滑圓環固定在豎直平面內,環上套有乙個質量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強電場,如右圖所示,珠子所受靜電力是其重力的倍.將珠子從環上最低位置a點靜止釋放,則珠子所能獲得的最大動能是多少?

【解析】 珠子在運動中所受到的電場力和重力均不變,把電場和重力場疊加,重力mg和電場力fe的等效場力f=mg,方向與重力夾角α=arccos.如圖所示,圖中docb是等效場力的方向.顯然,珠子在達到圖中的位置b時,具有最大的動能.這一動能值為自a至b過程中等效場力f對珠子所做的功ekm=fr(1-cosα)=mgr(1-)=

故小珠運動到b點時有最大動能為.

方法三極值法

描述某一過程的物理量在變化過程中,由於受到物理規律或條件的制約,其取值往往只能在一定範圍內才能符合物理問題的實際,而在這一範圍內該物理量可能有最大值、最小值或是確定其範圍的邊界值等一些特殊值.

極值問題求解方法有以下幾種:

1.算術——幾何平均數法,即

(1)如果兩變數之和為一定值,則當這兩個數相等時,它們的乘積取極大值.

(2)如果兩變數的積為一定值,則當這兩個數相等時,它們的和取極小值.

2.判別式法,即方程ax2+bx+c=0有實根時,δ=b2-4ac≥0.

3.二次函式法,即y=ax2+bx+c,若a>0,則當x=-時,有ymin=(4ac-b2)/(4a);若a<0,則當x=-時,有ymax=(4ac-b2)/(4a).

4.三角函式法,如y=asinα+bcosα的最小值為-,最大值為.

如下圖所示,光滑水平面右端b處連線乙個豎直的半徑為r的光滑半圓軌道,b點為水平面與軌道的切點,在離b處距離為x的a點,用水平恒力f(大小未知)將質量為m的小球從靜止開始推到b處後撤去恒力,小球沿半圓軌道運動到c處後又正好落回a點.求:

(1)推力f對小球所做的功;

(2)x取何值時,完成上述運動推力所做的功最少?最少的功為多少?

(3)x取何值時,完成上述運動推力最小?最小推力為多少?

【解析】 (1)小球從半圓形軌道的最高點c處做平拋運動又回到a點,設小球在c點的速度為vc,小球從c點運動到a點所用的時間為t

在水平方向:x=vct① 在豎直方向:2r=gt2②

聯立①②式得vc=③

對小球從a點到c點,由動能定理有:wf-mg·2r=mv④

解得:wf=.⑤

(2)要使力f做功最少,確定x的取值,由wf=2mgr+mv知,只要小球在c點速度最小,則wf就最小.若小球恰好能通過c點,設其在c點的速度最小為v

由牛頓第二定律有:mg=,則v=⑥ 由③⑥有: =

解得:x=2r,⑦ 即當x=2r時,wf最小,最小的功為wf=mgr.⑧

(3)由⑤式wf=及wf=fx 得:f=mg(+)⑨

f有最小值的條件是:=,即x=4r⑩ 由⑨⑩解得最小推力為:f=mg.

方法四極限思維法

極限思維方法是一種比較直觀、簡捷的科學方法.在物理學的研究中,常用它來解決某些不能直接驗證的實驗和規律,例如伽利略在研究從斜面上滾下的小球運動時,將第二個斜面外推到極限——水平面;

在物理習題中,有些題涉及的物理過程往往比較複雜,而這個較為複雜的物理過程又隸屬於乙個更大範圍的物理全過程,需把這個複雜的物理全過程分解成幾個小過程,而這些小過程的變化是單一的,那麼,採用極限思維方法選取全過程的兩個端點及中間的奇變點來進行分析,其結果包含了所要討論的物理過程,從而使求解過程簡單、直觀.

如下圖所示,一根輕彈簧上端固定,下端掛乙個質量為m0的平盤,盤中有一質量為m的物體,當盤靜止時,彈簧的長度比其自然長度伸長了l.今向下拉盤使彈簧再伸長δl後停止,然後鬆手放開,設彈簧總處在彈性限度之內,則剛鬆手時盤對物體的支援力等於(  )

a.(1+)mg  b.(1+)(m+m0)g c. mg d. (m+m0)g

【解析】 假設題給條件中δl=0,其意義是沒有將盤往下拉,則鬆手放開,彈簧的長度不會變化,盤仍靜止,盤對物體的支援力大小應為mg.

將δl=0代入四個備選答案中,只有答案a能得到mg,可見只有答案a正確,故本題應選a.

方法五圖象法

運用圖象解答物理問題的步驟

1.看清縱橫座標分別表示的物理量;

2.看圖象本身,識別兩物理量的變化趨勢,從而分析具體的物理過程;

3.看兩相關量的變化範圍及給出的相關條件,明確圖線與座標軸的交點、圖線斜率、圖線與座標軸圍成的「面積」的物理意義.

如下圖所示,電源e=12.0v,內電阻r=0.6ω,滑動變阻器與定值電阻r0(r0=2.

4ω)串聯,當滑動變阻器的滑片p滑到適當位置時,滑動變阻器的發熱功率為9.0w,求這時滑動變阻器ap部分的阻值rx.

【解析】 由閉合電路歐姆定律作ap兩端的uap-i圖象,因圖上任意一點的uap與i所對應的矩形面積是外電路電阻rx的輸出功率,從而由已知rx的功率求出對應的rx值.

根據閉合電路歐姆定律

u=e-ir得

uap=12-(0.6+2.4)i=12-3i

作uap-i圖象如圖所示,由圖可分析找到滑動變阻器的發熱功率為9w的a點和b點,所以rx有兩個值.

rx1=9ω,rx2=1ω.

方法六臨界條件法

物理系統由於某些原因而發生突變時所處的狀態,叫做臨界狀態.臨界狀態可以理解為「恰好出現」或「恰好不出現」兩種狀態,突變的過程是從量變到質變的過程,在臨界狀態前後,系統服從不同的規律,按不同的規律運動和變化.如光學中折射現象的「臨界角」、超導現象中的「臨界溫度」、核反應中的「臨界體積」、光電效應中的極限頻率、靜摩擦現象中的最大靜摩擦力等.在中學物理中像這樣明確指出的臨界值是容易理解和掌握的,但在高考題中常常是不明確的提出臨界值,而又必須通過運用所學知識去分析臨界條件、挖掘出臨界值.在物理問題中,很多都涉及臨界問題,分析臨界問題的關鍵是尋找臨界狀態的條件.

解決臨界問題,一般有兩種基本方法:

1.以定理、定律為依據,首先求出所研究問題的一般規律和一般解,然後分析、討論其特殊規律和特殊解.

2.直接分析、討論臨界狀態和相應的臨界值,求解出研究問題的規律和解.

如圖所示,乙個質量為m、電荷量為+q的小球(可視為質點),沿光滑絕緣斜槽從比a點高出h的c點由靜止下滑,並從a點水平切入乙個橫截面為正方形且邊長為a、高為h(h可變)的有界勻強磁場區內(磁場方向沿豎直方向),a為橫截面一條邊的中點,已知小球剛好能在有界磁場區內運動,最後從a點正下方的d點離開有界磁場區,求:

(1)磁感應強度的大小和方向;

(2)有界磁場區域高度h應滿足的條件;

(3)在ad有最小值的情況下,小球從d點射出的速度.

【解析】 (1)設小球到a點時速度為v0,由動能定理有: mgh=mv

解得:v0=

小球進入磁場,在水平面內的分運動是勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,則:qv0b=m

解得:r= 由幾何關係得:r= 解得:b=,方向豎直向下.

(2)小球在水平面內做勻速圓周運動的週期 t==

豎直方向上為自由落體運動,有:h=gt2 由題意知t=nt(n=1,2,3,…) 解得:h=.

(3)當n=1時,ad最小,h=從c點到d點過程中,由機械能守恆定律有:

mv2=mg(h+h聯立解得:v=.

二、三種常見題型的解答技巧

題型一選擇題

題型特點

選擇題是客觀型試題,具有知識覆蓋面廣,形式靈活多變,推理較多,計算量小的特點.高考中選擇題注重基礎性,增強綜合性,體現時代氣息,在注重考查基礎知識、技能、方法的同時加大了對能力考查的力度,考潛能、考應用,乙個選擇題中常提供一項或多項正確答案,迷惑性較強,為中或中下難度.

高中物理解題方法和總結

物理題解常用的兩種方法 分析法的特點是從待求量出發,追尋待求量公式中每乙個量的表示式,當然結合題目所給的已知量追尋 直至求出未知量。這樣一種思維方式 目標明確 是一種很好的方 法應當熟練掌握。綜合法,就是 集零為整 的思維方法,它是將各個區域性 簡單的部分 的關係明確以後,將各區域性綜合在一起,以得...

高中物理解題方法

方法專題一 圖象法解題 一 方法簡介 圖象法是根據題意把抽象複雜的物理過程有針對性地表示成物理圖象,將物理量間的代數關係轉變為幾何關係,運用圖象直觀 形象 簡明的特點,來分析解決物理問題,由此達到化難為易 化繁為簡的目的 高中物理學習中涉及大量的圖象問題,運用圖象解題是一種重要的解題方法 在運用圖象...

高中物理解題技巧

高中階段,最難學的課程是物理,既要求學生有過硬的數學功底,還要學生有較強的空間立體感和抽象思維能力。本總論較詳細地介紹了48種高中物理活題巧解的方法,加上磁場部分 難點巧學 中介紹的 結論法 共計有49種方法,這些方法中有大家很熟悉的 用得很多的整體法 隔離法 臨界條件法 向量 法等,也有用得很少的...