高考物理解題方法例話整體法精

2021-03-04 06:52:04 字數 2677 閱讀 9779

d.沒有摩擦力的作用

解析:本題若以三角形木塊a為研究物件,分析b和c對它的彈力和摩擦力,再求其合力來求解,則問題就變得非常複雜。

由於三物體均靜止,故可將三物體視為乙個整體,它靜止於水平面上,必無摩擦力作用,故選d。

[例題2](2023年全國高考題)用輕質細線把兩個質量未知的小球懸掛起來,如下圖所示,今對小球a持續施加乙個向左偏下30°的恒力,並對小球b持續施加乙個向右偏上30°的同樣大的恒力,最後達到平衡表示平衡狀態的圖可能是( )

解析:這道題用隔離法將使問題變得十分複雜,用整體法卻顯得十分簡單。由於整體在水平方向上受力平衡,懸掛a球的繩子必須是豎直的,否則在水平方向上有拉力的分量。答案只能選a。

[例題3] 如圖所示質量m=10千克的木楔abc靜置於粗糙水平地面上,滑動摩擦係數μ=0.02,在木楔的傾角θ為30°的斜面上,有一質量為m=1.0千克的物塊由靜止開始沿斜面下滑,當滑行路程s=1.

4公尺時,其速度為v=1.4公尺/秒,在這個過程中木楔沒有動,求地面對木楔的摩擦力的大小和方向。(重力加速度取g=10公尺/秒2)

解析:由勻加速運動的公式,得物體沿斜面下滑的加速度為

,方向平行於斜面向下,對加速度正交分解得:

把木楔和物塊作為整體來研究,由牛頓第二定律得,地面作用於木楔的摩擦力

方向向左

[例題4]給定兩隻標有「100v、40w」的燈泡l1和標有「110v、100w」的燈泡l2及乙隻最大阻值為500ω的滑動變阻器,將它們接在220v的電路上,在下圖所示的幾種接法中,最合理的是( )

解析:所謂最理想的接法是指兩燈正常工作並且消耗的總功率要最小,根據串、併聯電路的特點及電功率分析關係進行討論。

由於兩燈電阻r1、r2不等,故a接法中兩燈不能平均分配220v的電壓,兩燈不能正常工作。

b接法中,可以使滑動變阻器的阻值調到跟兩燈的並**電阻相等,使兩燈均獲得110v的電壓,所以能正常工作。

c接法中,因為r1>r2,可以使滑動變阻器的阻值調整到跟r1,併聯後的電阻等於r2的電阻,使兩燈均獲得110v的電壓而正常工作。

d接法中,由於r2<r1,所以滑動變阻器跟r2併聯後的電阻不可能跟r1的電阻相等,故兩燈不能正常工作。

在b、c兩種接法中,根據功率分配關係可知c接法中消耗功率最小,故本題應選c。

答案:c

(2)研究過程的整體

對於動能定理、動量定理都是狀態量變化的定理,狀態量的變化只取決於始未狀態,不涉及中間狀態。同樣,機械能守恆定律,動量守恆定律是狀態量守恆定律,只要全過程符合守恆條件,就有初狀態的狀志量與末狀態的狀態量守恆,也不必考慮中間狀態量,因此,對於有關狀態量的計算,只要各過程遵循上述定理、定律,就有可能將幾個過程合併起來,用全過程都適用的物理規律一次性列出方程直接求得結果,可大大簡化解題過程和數**算。

[例題1]如圖所示,台秤上放有乙個密閉的容器,其內裝滿水,另有一桌球用細繩固定在容器底部,若細繩突然斷了,在桌球上浮的過程中,台秤的讀數如何變化?

解析:在桌球加速上公升的過程中,相應有同體積的「水球」以同樣的加速度下降,在這裡可以應用整體物件法,將水與桌球組成的系統視為整體,系統質心向下加速運動,使系統處於失重狀態,台秤的讀數減小,桌球觸到容器頂部時要減速,於是台秤讀數又增大,桌球最後達到穩定狀態,台秤恢復原讀數。

[例題2]:如圖所示,質量相等的物體a、b連線在跨過定滑輪m和n的細繩的兩端,且處於同一水平面上保持靜止,現將質量與a、b相同的物體c掛在兩滑輪間水平繩中點,並從m、n繩水平及a、b、c都靜止時開始放手,若滑輪m、n間距為2a,兩滑輪等高且光滑,繩及滑輪的質量不計,求c可下落的最大距離是多少?

解析:本題可選用「雙整法」求解.以物體a、b、c構成的整體為研究物件,把整體的速率從零逐漸增到最大,緊接著從最大逐漸減小到零(即物體c下降到最大距離h)的過程視為整體過程來研究,整體過程中,只有重力做功,機械能守恆,且初、末狀態的動能為零,故初、末狀態距離為h時,a、b兩物體均上公升,則有,解上式並取有意義的解,得。

[例題3]質量為m的金屬塊和質量為m的木塊通過細線連在一起.從靜止開始以加速度a在水中下沉,經過時間t,細線斷了,金屬塊和木塊分開,再經過時間t′,木塊停止下沉,問此時金屬塊的速度多大?

解析:以金屬塊和木塊整體為研究物件,在全過程中,不論線斷與否,系統所受的合外力始終保持不變,大小為,方向向下,系統運動了時間後,木塊的動量為零,金屬塊的動量為mv′,則對系統全過程應用動量定理有

所以當木塊停止下沉時,金屬塊的速度為

點評:本題的研究過程取全過程,研究物件取整個系統,因此可稱為「全過程整體法」,這種方法避開了系統內多次複雜的相互作用,且不需要求中間狀態量,解法變得極其簡單。

(3)未知量整體

在解題時,有時根據物理規律列出方程後,出現方程個數少於未知量個數的情況,這便成了不定方程而無法得到確定的解。在這種情況中,如果方程中的幾個不是所要求的未知量,在各個方程中以相同的形式出現時,便可把這幾個未知量組合當作乙個整體量來看待,從而使方程中的未知量減少而把不定方程轉化為有確定解的方程。

[例題1]有一電源,其內電阻甚大,但不知其具體數值。有兩隻電壓表和,已知此兩表的量程均大於上述電源的電動勢,但不知此兩電壓表的內電阻的大小。要求只用這兩隻電壓表和若干導線、開關組成電路,測出此電源的電動勢,試說明你的辦法。

解析:測量辦法如下:設兩電壓表的內電阻分別為和,電源內電阻為r,電動勢為e,將兩電壓表串聯以後接於電源兩極之間組成右圖所示的電路,記下此時兩表的讀數和,則

①由於此時電路中的電流大小為

故有 ①

再將電壓表va單獨接於電源兩極之間,此時電壓表讀數為則有

②將未知量作為整體,解①②方程組得到

高中物理解題方法例話4整體法

d.沒有摩擦力的作用 解析 本題若以三角形木塊a為研究物件,分析b和c對它的彈力和摩擦力,再求其合力來求解,則問題就變得非常複雜。由於三物體均靜止,故可將三物體視為乙個整體,它靜止於水平面上,必無摩擦力作用,故選d。例題2 1990年全國高考題 用輕質細線把兩個質量未知的小球懸掛起來,如下圖所示,今...

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