高中物理常用物理思想與方法

2022-03-15 00:07:51 字數 4453 閱讀 7567

方法一、對稱法

1.在如圖所示的四種電場中,分別標記有a、b兩點。其中a、b兩點的電勢相等、電場強度相同的是

a.甲圖中與點電荷等距的a、b兩點

b.乙圖中兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點

c.丙圖中兩等量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點

d.丁圖中勻強電場中的a、b兩點

2.如圖所示,質量均為 m 的 a、b 兩個小球,用長為 2l 的輕質杆相連線,在豎直平面內,繞固定軸 o 沿順時針方向自由轉動**軸在杆的中點),不計一切摩擦.某時刻 a、b 球恰好在如圖所示的位置,a、b 球的線速度大小均為 v。下列說法正確的是

a.運動過程中 b 球機械能守恆

b.運動過程中 b 球速度大小不變

c.b 球在運動到最高點之前,單位時間內機械能的變化量保持不變

d.b 球在運動到最高點之前,單位時間內機械能的變化量不斷改變

3.如圖所示,在光滑絕緣水平面上,兩個帶等量正電的點電荷m、n,分別固定在a、b兩點,o為ab連線的中點, c、d在ab的垂直平分線上。在c點處由靜止釋放乙個帶負電的小球p(不改變原來的電場分布),此後p在c點和d點之間來回運動。

a.若小球p在經過c點時帶電量突然減小,則它將會運動到連線上cd之外

b.若小球p的帶電量在經過co之間某處減小,則它將會運動到連線上cd之外

c.若小球p在經過c點時,點電荷m、n的帶電量同時等量增大,則它將會運動到連線上cd之外

d.若小球p在經過co之間某處時,點電荷m、n的帶電量同時等量增大,則它以後不可能再運動到c點或d點

4.拋體運動在各類體育運動專案中很常見,如桌球運動。現討論桌球發球問題,設球檯長2l、網高h,桌球**前後水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮桌球的旋轉和空氣阻力。(重力加速度為g)

(1)若球在球檯邊緣o點正上方高度為h1處以速度v1,水平發出,落在球檯的p1點(如圖實線所示),求p1點距o點的距離x1。

(2)若球在o點正上方以速度v2水平發出,恰好在最高點時越過球網落在球檯的p2(如圖虛線所示),求v2的大小。

(3)若球在o正上方水平發出後,球經**恰好越過球網且剛好落在對方球檯邊緣p3,求發球點距o點的高度h3。

5.如圖所示,mn、pq是平行金屬板,板長為l兩板間距離為d,在pq板的上方有垂直紙面向裡足夠大的勻強磁場。乙個電荷量為q,質量為m的帶負電粒子以速度v0從mn板邊緣且緊貼m點,沿平行於板的方向射入兩板間,結果粒子恰好從pq板左邊緣飛進磁場,然後又恰好從pq板的右邊緣飛進電場。不計粒子重力,求:

(1)兩金屬板間所加電壓u的大小;

(2)勻強磁場的磁感應強度b的大小;

(3)當該粒子再次進入電場並再次從電場中飛出時的速度及方向。

方法二:假設法

1.如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在t=0時刻的波形圖。已知波速為10m/s,圖中p質點所在位置的橫座標為5.5m,則其振動週期為______s,p質點的振動方程為

當t=0.6s時,p質點的位移為______m,t=0 s到t=0.6s過程中路程為________m,從t=0經_________s,p質點到達波谷處。

2.如圖所示,a、b為平行放置的兩塊金屬板,相距為d,且帶有等量的異種電荷並保持不變,兩板的**各有小孔m和n。今有一帶電質點,自a板上方相距為d的p點由靜止自由下落,p、m、n在同一豎直線上,質點下落到達n孔時速度恰好為零,然後沿原路返回,空氣阻力不計。則

a.把a板向上平移一小段距離,質點自p點自由下落後仍然到達n孔時返回

b.把a板向下平移一小段距離,質點自p點自由下落後將穿過n孔繼續下落

c.把b板向上平移一小段距離,質點自p點自由下落後仍然到達n孔時返回

d.把b板向下平移一小段距離,質點自p點自由下落後將穿過n孔繼續下落

3.在場強為b的水平勻強磁場中,一質量為m、帶正電q的小球在o靜止釋放,小球的運動曲線如圖所示。已知此曲線在最低點的曲率半徑為該點到x軸距離的2倍,重力加速度為g。求:

(1)小球運動到任意位置p(x,y)的速率v。

(2)小球在運動過程中第一次下降的最大距離ym。

(3)當在上述磁場中加一豎直向上場強為e (e>mg/q) 的勻強電場時,小球從o靜止釋放後獲得的最大速率vm。

方法三:整體法和隔離法

1.如圖所示,光滑水平地面上的小車質量為m,站在小車水平底板上的人質量為m。人用一根跨過定滑輪的繩子拉小車,定滑輪上下兩側的繩子都保持水平,不計繩與滑輪之間的摩擦。在人和車一起向右加速運動的過程中,下列說法正確的是

a.人可能受到向左的摩擦力b.人一定受到向左的摩擦力

c.人拉繩的力越大,人和車的加速度越大 d.人拉繩的力越大,人對車的摩擦力越小

2.如圖所示,質量都為 m 的a、b兩物體疊放在豎直彈簧上並保持靜止, 用大小等於mg 的恒力f向上拉b,運動距離h 時b與a分離。則下列說法中正確的是

a.b和a剛分離時,彈簧為原長b.b和a剛分離時,它們的加速度為g

c.彈簧的勁度係數等於mg/hd.在b 與a 分離之前,它們作勻加速運動

3.如圖所示,傾角為θ的斜面上只有ab段粗糙,其餘部分都光滑,ab段長為3l。有若干個相同的小方塊(每個小方塊視為質點)沿斜面靠在一起,但不粘接,總長為l。將它們由靜止釋放,釋放時下端距a為2l。

當下端運動到a下面距a為l/2時物塊運動的速度達到最大。

(1)求物塊與粗糙斜面的動摩擦因數;

(2)求物塊停止時的位置;

(3)要使所有物塊都能通過b點,由靜止釋放時物塊下端距a點至少要多遠?

4.如圖所示的木板由傾斜部分和水平部分組成,兩部分之間由一段圓弧面相連線.在木板的中間有位於豎直麵內的光滑圓槽軌道,斜面的傾角為θ。現有10個質量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球,在施加於1號球的水平外力f的作用下均靜止,力f與圓槽在同一豎直麵內,此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h。現撤去力f使小球開始運動,直到所有小球均運動到水平槽內。

重力加速度為g。求:

(1)水平外力f的大小;

(2)1號球剛運動到水平槽時的速度;

(3)整個運動過程中,2號球對1號球所做的功。

5.如圖所示,光滑斜面的傾角θ=300,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長為1m,bc邊的邊長為0.8m,線框的質量m=4kg,電阻為0.1ω,線框通過細線繞過光滑的定滑輪與重物相連,滑輪的質量不計,重物的質量m=lkg,斜面上ef和曲線為斜面上有界勻強磁場的邊界,與斜面的底邊平行,ef和曲線的間距為1.

8m,磁場方向垂直於斜面向上,b=0.5t,開始cd邊離gh邊的距離為2.25m,由靜止釋放,,線框恰好能勻速穿過ef邊界,線框滑動過程中cd邊始終與底邊平行,求:

(設斜面足夠長,重物m不會與滑輪接觸,g取10m/s2)

(1)線框cd邊剛進入磁場時速度的大小。

(2)線框進入磁場過程中通過線框的電量。

(3)線框進入磁場過程中**框中產生的焦耳熱。

6.如圖所示,光滑絕緣斜面的傾角為θ,斜面上放置一質量為m,電阻為r、邊長為l的正方形導線框abcd,通過細線繞過光滑的定滑輪與一質量為m的重物相連,連線線框的細線與線框共面,滑輪和繩的質量均不計。斜面上有兩個勻強磁場區域i和ⅱ,其寬度均為l,磁感應強度大小均為b,,現將它們由靜止釋放。線框沿斜面向下運動,ab邊剛穿過兩磁場的分界線oo/進入磁場區域ⅱ時,線框恰好做勻速運動(繩子始終處於拉緊狀態)。

求:(1)線框的ab邊剛進入磁場區域i時的速度大小;

(2)線框ab邊在磁場區域ⅱ中運動的過程中,線框重力的功率p;

(3)從開始釋放到ab邊剛穿出磁場區域i的過程中,線框中產生的焦耳熱q。

7、如圖所示,磁感應強度為b的條形勻強磁場區域的寬度都是d1,相鄰磁場區域的間距均為d2,x軸的正上方有一電場強度為e、方向與x軸和磁場均垂直的勻強電場區域。現將質量為m、帶電荷量為+q的粒子(重力忽略不計)從x軸正上方高h處自由釋放。

(1)求粒子在磁場區域做圓周運動的軌跡半徑r。

(2)若粒子只經過第1個和第2個磁場區域回到x軸,則粒子從釋放到回到x軸所需要的時間t為多少?

(3)若粒子以初速度v0從高h處沿x軸正方向水平射出後,最遠到達第k個磁場區域並回到x 軸,則d1、d2如應該滿足什麼條件?

方法四:微元法

1.從地面上以初速度v0豎直向上丟擲一質量為m的球,若運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關係,球運動的速率隨時間變化規律如圖所示,t1時刻到達最高點,再落回地面,落地時速率為v1,且落地前球已經做勻速運動。求:

(1)球從丟擲到落地過程中克服空氣阻力所做的功;

(2)球丟擲瞬間的加速度大小;

(3)球上公升的最大高度h。

2.如圖所示,兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位於豎直平面內,兩導軌間的距離為d,導軌上面橫放著兩根導體棒l1和l2,與導軌構成迴路,兩根導體棒的質量都為m,電阻都為r,迴路中其餘部分的電阻可不計。在整個導軌平面內都有與導軌所在面垂直的勻強磁場,磁感應強度為b。兩導體棒均可沿導軌無摩擦地滑行,保持l1向上作速度為υ的勻速運動,在t=0時刻將靠近l1處的l2由靜止釋放(剛釋放時兩棒的距離可忽略), 經過一段時間後l2也作勻速運動。

已知d=0.5m , m=0.5kg,r=0.

1ω,b=1t,g取10m/s2。

(1)為使導體棒l2向下運動,l1的速度υ最大不能超過多少?

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