高中物理解题方法例话：2转换法
巧解物理题——几种常见解题思维方法
巧解物理题——几种常见解题思维方法运动学问题常见思维转化。
在运动学问题的解题过程中，若按正常解法求解有困难时，往往可以通过变换思维方式，使解答过程简单明了．一、逆向思维法【例1】 一质点以一定初速度自一光滑斜面底端a 点上滑，最高可到达b 点，c 是ab 的中点，如图所示，已知质点从a至c 需要的时间为t 0，问它从c 经b 再回到c ，需要多少时间？解析：可将质点看做由b 点开始下滑的匀加速直线运动，已知通过第二段相等位移ca 的时间，求经过位移bc 所需时间的2倍．则由v 0＝0的匀加速直线运动在通过连续相等位移的时间比公式：t bc ∶t ca ＝1∶（2－1)得：00)12(22,)12(12t t t t t bc cabc +=+=-= 答案：2(2＋1)t 0点评：此题如果采用逆向思维，物体运动的初速度为零，可用初速度为零时，连续相同位移的时间比，大大减少了计算量。
另外将匀减速直线运动末速度减为零的问题，通过正逆转化为初速度为零的匀加速直线运动，利用运动学规律可以使问题巧解．二、物理情景与图象结合思维法【例3】 汽车由甲地从静止开始出发，沿平直公路驶向乙地．汽车先以加速度a 1做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后以加速度a 2做匀减速直线运动，到乙地恰好停止．已知甲、乙两地相距为s ，求汽车从甲地到乙地的最短时间和运行过程中的最大速度？解析：由题意作汽车运动的v —t 图象，如右图所示，不同的图线与横轴所围成的面积都等于甲、乙两地的距离s .由图可见汽车匀速运动的时间越长，从甲地到乙地所用的时间就越长，所以汽车先加速运动，后减速运动，中间无匀速运动时，行驶的时间最短．设汽车匀加速运动的时间为t 1，则匀减速运动的时间为(t －t 1)，最大速度为v max ，则有v max ＝a 1t 1＝a 2(t －t 1)， 解得t 1＝=212a a t a + ，则v max ＝2121a a t a a + ，据图象得)(2221221max a a t a a t v s +==解得t ＝2121)(2a a sa a ++，故v max ＝21212a a s a a + 答案： 2121)(2a a s a a ++，21212a a s a a +【变式题】：甲乙丙三人均以10km/h 的初速度通过一座长100m 的桥，三人分别采用不同的运动方式，到达终点的速度仍为10km/h 。
高中物理总复习 15种快速解题技巧
技巧一、巧用合成法解题【典例1】 一倾角为θ的斜面放一木块，木块上固定一支架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，小球与木块相对静止共同运动，如图2-2-1所示，当细线（1）与斜面方向垂直；（2）沿水平方向，求上述两种情况下木块下滑的加速度.解析：由题意可知小球与木块相对静止共同沿斜面运动，即小球与木块有相同的加速度，方向必沿斜面方向.可以通过求小球的加速度来达到求解木块加速度的目的. （1）以小球为研究对象，当细线与斜面方向垂直时，小球受重力mg和细线的拉力T ，由题意可知，这两个力的合力必沿斜面向下，如图2-2-2所示.由几何关系可知F 合=mgsin θ根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma 1所以a 1=gsin θ（2）当细线沿水平方向时，小球受重力mg 和细线的拉力T ，由题意可知，这两个力的合力也必沿斜面向下，如图2-2-3所示.由几何关系可知F 合=mg /sin θ根据牛顿第二定律有mg /sin θ=ma 2所以a 2=g /sin θ.【方法链接】 在本题中利用合成法的好处是相当于把三个力放在一个直角三角形中，则利用三角函数可直接把三个力联系在一起，从而很方便地进行力的定量计算或利用角边关系（大角对大边，直角三角形斜边最长，其代表的力最大）直接进行力的定性分析.在三力平衡中，尤其是有直角存在时，用力的合成法求解尤为简单；物体在两力作用下做匀变速直线运动，尤其合成后有直角存在时，用力的合成更为简单.技巧二、巧用超、失重解题【典例2】 如图2-2-4所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A和C （包括支架）的总质量为M ，B 为铁片，质量为m ，整个装置用轻绳悬挂于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F 的大小满足A.F=MgB.Mg ＜F ＜（M+m ）gC .F=（M+m ）g D.F ＞（M+m ）g解析：以系统为研究对象，系统中只有铁片在电磁铁吸引下向上做加速运动，有向上的加速度（其它部分都无加速度），所以系统有竖直向上的加速度，系统处于超重状态，所以轻绳对系统的拉力F 与系统的重力（M+m ）g 满足关系式：F ＞（M+m ）g ，正确答案为D.【方法链接】对于超、失重现象大致可分为以下几种情况：θ 图2-2-1 θ mg TF 合 图2-2-2 θ mgF 合 T 图2-2-3 图2-2-4（1）如单个物体或系统中的某个物体具有竖直向上（下）的加速度时，物体或系统处于超（失）重状态.（2）如单个物体或系统中的某个物体的加速度不是竖直向上（下），但有竖直向上（下）的加速度分量，则物体或系统也处于超（失）重状态，与物体水平方向上的加速度无关.在选择题当中，尤其是在定性判断系统重力与支持面的压力或系统重力与绳子拉力大小关系时，用超、失重规律可方便快速的求解.技巧三、巧用碰撞规律解题【典例3】 在电场强度为E 的匀强电场中，有一条与电场线平行的几何线，如图2-2-5虚线所示.几何线上有两个可视为质点的静止小球A 和B.两小球的质量均为m ，A 球带电量+Q ，B 球不带电.开始时两球相距L ，释放A 球，A 球在电场力的作用下沿直线运动，并与B 发生正碰，碰撞中A 、B 两球的总动能无损失.设在每次碰撞中，A 、B 两球间无电量转换，且不考虑重力及两球间的万有引力.求（1）A 球经多长时间与B 球发生第一次碰撞. （2）第二次碰撞前，A 、B 两球的速率各为多少？ （3）从开始到第三次相碰，电场力对A 球所做的功. 解析：（1）设A 经时间t 与B 球第一次碰撞，根据运动学规律有L=at 2/2A 球只受电场力，根据牛顿第二定律有QE=ma∴（2）设第一次碰前A 球的速度为V A ，根据运动学规律有V A 2=2aL碰后B 球以速度V A 作匀速运动，而A 球做初速度为零的匀加速运动，设两者再次相碰前A 球速度为V A1，B 球速度为V B .则满足关系式V B = V A1/2= V A∴V B = V A =V A1=2 V A =2（3）第二次碰后，A 球以初速度V B 作匀加速运动，B 球以速度V A1作匀速运动，直到两者第三次相碰.设两者第三次相碰前A 球速度为V A2，B 球速度为V B1.则满足关系式V B1= V A1=（V B + V A2）/2∴V B1=2 V A ；V A2=3 V A第一次碰前A 球走过的距离为L ，根据运动学公式V A 2=2aL设第二次碰前A 球走过的距离为S 1，根据运动学公式V A12=2aS 1∴S 1=4L设第三次碰前A 球走过的距离为S 2，有关系式V A22－V A12=2aS 2∴S 2=8L即从开始到第三次相碰，A 球走过的路程为S=13L此过程中电场力对A 球所做的功为W=QES=13 QEL .【技巧点拨】 利用质量相等的两物体碰撞的规律考生可很容易判断出各球发生相互作用前后的运动规律，开始时B 球静止，A 球在电场力作用下向右作匀加速直线运动，当运m m L B A 图2-2-5图2-2-6 动距离L 时与B 球发生相碰.两者相碰过程是弹性碰撞，碰后两球速度互换，B 球以某一初速度向右作匀速直线运动，A 球向右作初速度为零的匀加速运动.当A 追上B 时两者第二次发生碰撞，碰后两者仍交换速度，依此类推.技巧四、巧用阻碍规律解题【典例4】 如图2-2-6所示，小灯泡正常发光，现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，小灯泡的亮度如何变化A 、不变B 、变亮C 、变暗D 、不能确定解析：将软铁棒插入过程中，线圈中的磁通量增大，感应电流的效果要阻碍磁通量的增大，所以感应电流的方向与线圈中原电流方向相反，以阻碍 磁通量的增大，所以小灯泡变暗，C 答案正确.【方法链接】 楞次定律“效果阻碍原因”的几种常见形式.（1）就磁通量而言：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化.即当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，简称口诀“增反减同”.（2）就相对运动而言：感应电流的效果阻碍所有的相对运动，简称口诀“来拒去留”，从运动效果上看，也可形象的表述为“敌进我退，敌逃我追”.（3）就闭合电路的面积而言：致使电路的面积有收缩或扩张的趋势.收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁感线都为同一方向，则磁通量增大时，面积有收缩趋势；磁通量减少时，面积有扩张趋势.简称口诀“增缩减扩”.若穿过回路的磁感线有两个相反的方向，则以上结论不一定成立，应根据实际情况灵活应用，总之要阻碍磁通量的变化.（4）就电流而言：感应电流阻碍原电流的变化，即原电流增大时，感应电流与原电流反向；原电流减小时，感应电流与原电流同向，简称口诀“增反减同”.技巧五、巧用整体法解题【典例5】 如图2-2-7所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为A 、5mg 3μB 、4mg 3μC 、2mg 3μ D 、mg 3μ解析：以上面2个木块和左边的质量为2m 的木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律有μmg=4ma再以左边两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律有T=3ma∴T=4mg 3μ B 答案正确. 【技巧点拨】 当系统内各物体有相同加速度时（一起处于静止状态或一起加速）或题意要求计算系统的外力时，巧妙选取整体（或部分整体）为研究对象可使解题更为简单快捷.技巧六、巧用几何关系解题图2-2-7图2-2-9 图2-2-10 图2-2-11 【典例6】 如图2-2-8所示，在真空区域内，有宽度为L 的匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场方向垂直纸面向里，MN 、PQ 是磁场的边界.质量为m ，带电量为－q 的粒子，先后两次沿着与MN 夹角为θ（0<θ<90º）的方向垂直磁感线射入匀强磁场B 中，第一次，粒子是经电压U 1加速后射入磁场，粒子刚好没能从PQ 边界射出磁场.第二次粒子是经电压U 2加速后射入磁场，粒子则刚好垂直PQ 射出磁场.不计重力的影响，粒子加速前速度认为是零，求：（1）为使粒子经电压U 2加速射入磁场后沿直线运动，直至射出PQ 边界，可在磁场区域加一匀强电场，求该电场的场强大小和方向.（2）加速电压12U U 的值. 解析：（1）如图答2-2-9所示，经电压2U 加速后以速度2v 射入磁场，粒子刚好垂直PQ 射出磁场，根据几何关系可确定粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在PQ 边界线的O 点，半径2R 与磁场宽L 的关系式为2cos L R θ=又因为22mv R Bq =所以2cos BqL v m θ= 加匀强电场后，粒子在磁场中沿直线运动射出PQ 边界的条件为Eq ＝Bq 2v ，电场力的方向与磁场力的方向相反. 所以2cos B qL E m θ=，方向垂直磁场方向斜向右下，与磁场边界夹角为2παθ=-，如图答2-2-10所示.（2）经电压1U 加速后粒子射入磁场后刚好不能从PQ 边界射出磁场，表明在磁场中做匀速圆周运动的轨迹与PQ 边界相切，要确定粒子做匀速圆周运动的圆心O 的位置，如图答2-2-11所示，圆半径1R 与L 的关系式为：111cos ,1cos L L R R R θθ=+=+ 又11mv R Bq= 所以1(1cos )BqL v m θ=+ 根据动能定理有21112U q mv =，22212U q mv =， 所以22112222cos (1cos )U v U v θθ=+. 【方法链接】 解决带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是确定圆心的位置，正确画出粒子运动的草图，利用几何关系结合运动规律求解.技巧七：巧用可逆原理解题【典例7】 某同学在测定玻璃折射率时得到了多组入射角i 与折射角r ，并作出了sini 与sinr 的图象如图2-2-12所示.则下列说法正确的是 A ． 实验时，光线是由空气射入玻璃 B ． 实验时，光线是由玻璃射入空气C ． 利用sini /sinr 可求得玻璃的折射率D ． 该玻璃的折射率为1.5解析：由图象可知入射角的正弦值小于折射角的正弦值.根据折射定律可知光线是从光密介质射向光疏介质，即由玻璃射向空气，B 答案正确；根据折射定律n=sini /sinr 可求得介质的折射率，但一定要注意此公式一定要满足光线从空气射向介质，而本题中光线是由玻璃射入空气，所以不能直接利用sini /sinr 求介质的折射率，根据光路可逆原理，当光线反转时，其传播路径不变，即光从空气中以入射角r 射到该玻璃界面上时，折射后的折射角一定为i ，根据折射定律可得玻璃的折射率n= sinr / sini=1.5（这里要注意很容易错选C ），C 错误,D 正确.正确答案为B 、D.【方法链接】 在光的反射或折射现象中，光路具有可逆性.即当光线的传播方向反转时，它的传播路径不变.在机械运动中，若没有摩擦阻力、流体的粘滞阻力等耗散力做功时，机械运动具有可逆性.如物体的匀减速直线运动可看作反向的加速度不变的匀加速运动.方法八：巧用等效法解题【典例8】 如图2-2-13所示，已知回旋加速器中，D 形盒内匀强磁场的磁感应强度B =1.5T ，盒的半径R =60 cm ，两盒间隙d =1.0 cm ，盒间电压U =2.0×10４ V ，今将α粒子从近于间隙中心某点向D 形盒内以近似于零的初速度垂直B 的方向射入，求粒子在加速器内运行的总时间.解析：带电粒子在回旋加速器转第一周，经两次加速，速度为v 1，则根据动能定理得：0.1 0.2 sinrsini0.3 0.4 0.5 0.2 0.1 0.40.3 0.5 图2-2-122qU =21mv 12 设运转n 周后，速度为v ，则：n 2qU =21 mv 2 由牛顿第二定律有qvB =m Rv 2粒子在磁场中的总时间：t B =nT =n ·qB m π2=qmU R q B 4222·qB m π2 =UB R 22π 粒子在电场中运动就可视作初速度为零的匀加速直线运动，由公式：t E =a v v t 0-,且v 0=0,v t = ,a =dmqU 得：t E =UBRd 故：t =t B +t E =U BR (2R π+d )=4.5×10－５×（0.94＋0.01） s =４.３×１０－５s.【技巧点拨】 粒子在间隙处电场中每次运动时间不相等，且粒子多次经过间隙处电场，如果分段计算，每一次粒子经过间隙处电场的时间，很显然将十分繁琐.我们注意到粒子离开间隙处电场进入匀强磁场区域到再次进入电场的速率不变，且粒子每在电场中加速度大小相等，所以可将各段间隙等效“衔接”起来，把粒子断断续续在电场中的加速运动等效成初速度为零的匀加速直线运动.技巧九：巧用对称法解题【典例9】 一根自由长度为10 cm 的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为m 的物块P ，在P 上放一个质量也是m 的物块Q.系统静止后，弹簧长度为6 cm ，如图2-2-14所示.如果迅速向上移去Q ，物块P 将在竖直方向做简谐运动，此后弹簧的最大长度为A ．8 cmB ．9 cmC ．10 cmD ．11 cm 解析：移去Q 后，P 做简谐运动的平衡位置处弹簧长度8 cm ，由题意可知刚移去Q 时P 物体所处的位置为P 做简谐运动的最大位移处.即P 做简谐运动的振幅为2 cm.当物体P 向上再次运动到速度为零时弹簧有最大长度，此时P 所处的位置为另一最大位移处，根据简谐运动的对称性可知此时弹簧的长度 为10 cm ，C 正确.【方法链接】在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性.方法十：巧用假设法解题假设法是解决物理问题的一种常见方法，其基本思路为假设结论正确，经过正确的逻辑推理，看最终的推理结果是否与已知条件相矛盾或是否与物理实际情境相矛盾来判断假设是否成立.【典例10】如图2-2-15，abc 是光滑的轨道，其中图2-2-14 P Q 6cmdd 21 ab 是水平的，bc 为与ab 相切的位于竖直平面内的半圆，半径R =0.3m.质量m =0.2kg 的小球A 静止在轨道上，另一质量M=0.6kg ，速度V 0=5.5m/s 的小球B 与小球A 正碰.已知相碰后小球A 经过半圆的最高点C ，落到轨道上距b 为L = 处，重力加速度g =10m/s 2，试通过分析计算判断小球B 是否能沿着半圆轨道到达C 点.解析 ：A 、B 组成的系统在碰撞前后动量守恒，碰后A 、B 运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，设碰后A 、B 的速度分别为V 1、V 2，由动量守恒定律得M V 0=M V 2+m V 1A 上升到圆周最高点C 做平抛运动，设A 在C 点的速度为V C ，则A 的运动满足关系式2R=gt 2/2 V C t=LA 从b 上升到c 的过程中，由机械能守恒定律得（以ab 所在的水平面为零势面，以下同）m V 12/2= m V C 2/2+2mgR∴V 1=6 m/s ，V 2=3.5 m/s方法1：假设B 球刚好能上升到C 点，则B 球在C 点的速度V C ＇应满足关系式Mg=M V C ＇2/R所以V C ＇=1.73 m/s则B 球在水平轨道b 点应该有的速度为（设为V b ）由机械能守恒定律得M V b 2/2=M V C ＇2/2+2MgR则由V b 与V 2的大小关系可确定B 能否上升到C 点若V 2≥V b ，B 能上升到C 点若V 2＜V b ，B 不能上升到C 点代入数据得V b =3.9 m/s ＞V 2 =3.5 m/s ，所以B 不能上升到C 点.【方法链接】 假设法在物理中有着很广泛的应用，凡是利用直接分析法很难得到结论的问题，用假设法来判断不失为一种较好的方法，如判断摩擦力时经常用到假设法，确定物体的运动性质时经常用到假设法.技巧十一、巧用图像法解题【典例11】 部队集合后开发沿直线前进，已知部队前进的速度与到出发点的距离成反比，当部队行进到距出发点距离为d 1的A位置时速度为V 1，求（1）部队行进到距出发点距离为d 2的B 位置时速度为V 2是多大？ （2）部队从A 位置到B 位置所用的时间t 为多大.解析：（1）已知部队前进的速度与到出发点的距离成反比，即有公式V ＝k/d （d 为部队距出发点的距离，V 为部队在此位置的瞬时速度），根据题意有V 1＝k / d 1 V 2＝k / d 2 ∴ V 2＝d 1 V 1 / d 2. （2）部队行进的速度V 与到出发点的距离d 满足关系式d ＝k/V ，即d －图象是一条过原点的倾斜直线，如图2-2-16所示，由题意已知，部队从A 位置到B 位置所用的时间t 即为图中斜线图形（直角梯形）的面积.由数学知识可知t ＝（d 1 + d 2）（1/V 2－1/V 1）/2∴t ＝（d 22－d 12）/2 d 1 V 1【方法链接】1.此题中部队行进时速度的变化即不是匀速运动，也不是匀变速运动，很图2-2-16V 图2-2-18难直接用运动学规律进行求解，而应用图象求解则使问题得到简化.2.考生可用类比的方法来确定图象与横轴所围面积的物理意义.ｖ－ｔ图象中，图线与横轴围成图形的面积表示物体在该段时间内发生的位移（有公式S ＝v t ，S 与v t 的单位均为m ）；F －S 图象中，图线与横轴围成图形的面积表示F 在该段位移S 对物体所做的功（有公式W ＝FS ，W 与FS 的单位均为J ）.而上述图象中t ＝d ×1/V （t 与d ×1/V 的单位均为s ），所以可判断出该图线与横轴围成图形的面积表示部队从出发点到此位置所用的时间.技巧十二、巧用极限法解题【典例12】 如图2-2-17所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上，现用水平力F 拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F 的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F 、环与杆的摩擦力F 摩和环对杆的压力F N 的变化情况是A.F 逐渐增大，F 摩保持不变，F N 逐渐增大B.F 逐渐增大，F 摩逐渐增大，F N 保持不变C.F 逐渐减小，F 摩逐渐增大，F N 逐渐减小D.F 逐渐减小，F 摩逐渐减小，F N 保持不变解析：在物体缓慢下降过程中，细绳与竖直方向的夹角θ不断减小，可把这种减小状态推到无限小，即细绳与竖直方向的夹角θ=0；此时系统仍处于平衡状态，由平衡条件可知，当θ=0时，F=0，F 摩 =0.所以可得出结论：在物体缓慢下降过程中，F 逐渐减小，F 摩也随之减小，D 答案正确. 【方法链接】 极限法就是运用极限思维，把所涉及的变量在不超出变量取值范围的条件下，使某些量的变化抽象成无限大或无限小去思考解决实际问题的一种解题方法，在一些特殊问题当中如能巧妙的应用此方法，可使解题过程变得简捷.方法十三、巧用转换思想解题【典例13】 如图2-2-18所示，电池的内阻可以忽略不计，电压表和可变电阻器R 串联接成通路，如果可变电阻器R 的值减为原来的1/3时，电压表的读数由U 0增加到2U 0，则下列说法中正确的是A ．流过可变电阻器R 的电流增大为原来的2倍B ．可变电阻器R 消耗的电功率增加为原来的4倍C ．可变电阻器两端的电压减小为原来的2/3D ．若可变电阻器R 的阻值减小到零，那么电压表的示数变为4U 0确 解析: 在做该题时，大多数学生认为研究对象应选可变电阻器，因为四个选项中都问的是有关Ｒ的问题；但R 的电阻、电压、电流均变，判断不出各量的定量变化，从而走入思维的误区．若灵活地转换研究对象，会出现“柳暗花明”的意境；分析电压表，其电阻为定值，当它的读数由U 0增加到2U 0时，通过它的电流一定变为原来的2倍，而R 与电压表串联，故选项A 正确．再利用P ＝I 2R 和U ＝IR ，R 消耗的功率P ′＝（2I ）2R/3＝4P/3；R 后来两端的电压U ＝2IR/3，不难看出C 对B 错．又因电池内阻不计，R 与电压表的电压之和为U 总，当R 减小到零时，电压表的示数也为总电压Ｕ总；很轻松地列出U 总＝IR ＋U 0＝2 IR/3＋2U 0，解得U 总＝4U 0，故D 也对．图2-2—17图2-2-22 2-2-19【方法链接】 常见的转换方法有研究对象的转换、时间角度的转换、空间角度的转换、物理模型的转换，本例题就是应用研究对象的转换思想巧妙改变问题的思考角度，从而达到使问题简化的目的.技巧十四、巧用结论解题【典例14】如图2-2-19所示，如图所示，质量为3m 的木板静止放在光滑的水平面上，木板左端固定着一根轻弹簧.质量为m 的木块（可视为质点），它从木板右端以未知速度V 0开始沿木板向左滑行，最终回到木板右端刚好未从木板上滑出.若在小木块压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为E P ，小木块与木板间的动摩擦因数大小保持不变，求： （1）木块的未知速度V 0（2）以木块与木板为系统，上述过程中系统损失的机械能解析：系统在运动过程中受到的合外力为零，所以系统动量定恒，当弹簧压缩量最大时，系统有相同的速度，设为V ，根据动量守恒定律有m V 0=（m+3m ）V木块向左运动的过程中除了压缩弹簧之外，系统中相互作用的滑动摩擦力对系统做负功导致系统的内能增大，根据能的转化和守恒定律有m V 02/2－（m+3m ）V 2/2=E P +μmgL （μ为木块与木板间的动摩擦因数，L 为木块相对木板走过的长度）由题意知木块最终回到木板右端时刚好未从木板上滑出，即木块与木板最终有相同的速度由动量守恒定律可知最终速度也是V.整个过程中只有系统内相互作用的滑动摩擦力做功（弹簧总功为零），根据能量守恒定律有m V 02/2－（m+3m ）V 2/2=2μmgL∴有 ， E P =μmgL故系统损失的机械能为2 E P .【误点警示】根据能的转化和守恒定律，系统克服滑动摩擦力所做的总功等于系统机械能损失，损失的机械能转化为系统的内能，所以有f 滑L 相对路程=△E （△E 为系统损失的机械能）.在应用公式解题时，一定要注意公式成立所满足的条件.当系统中只有相互作用的滑动摩擦力对系统做功引起系统机械能损失（其它力不做功或做功不改变系统机械能）时，公式f 滑L 相对路程=△E 才成立.如果系统中除了相互作用的滑动摩擦力做功还有其它力对系统做功而改变系统机械能，则公式f 滑L 相对路程=△E 不再成立，即系统因克服系统内相互作用的滑动摩擦力所产生的内能不一定等于系统机械能的损失.所以同学们在应用结论解题时一定要注意公式成立的条件是否满足，否则很容易造成错误.方法十五、巧用排除法解题【典例15】 如图2-2-22所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为L 的正方形线框abcd ，其总电阻为R .现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2L 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与磁场边界平行.令线框的cd 边刚好与磁场左边界重合时开始计时(t ＝0)，电流沿abcda 流动的方向为正，U o ＝BLv .在下图中线框中a 、b 两点间电势差U ab 随线框cd 边的位移x 变化的图像正确的是下图中的x x解析：当线框向右穿过磁场的过程中，由右手定则可判断出总是a点的电势高于b点电势，即U ab＞0，所以A、C、D错误，只有B项正确.【方法链接】考生可以比较题设选项的不同之外，而略去相同之处，便可得到正确答案，或者考生能判断出某三个选项是错误的，就没必要对另外一个选项做出判断而应直接把其作为正确答案.对本例题，考生只需判断出三个过程中（进磁场过程、全部进入磁场过程、出磁场过程）中a、b两点电势的高低便可选择出正确答案，而没有必要对各种情况下a、b 两点电势大小规律做出判断.。
高中物理解题常用思维方法
高中物理解题常用思维方法高中物理解题常用思维方法一、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法，对于某些问题，运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出，而采用逆向思维，即把运动过程的“末态”当成“初态”，反向研究问题，可使物理情景更简单，物理公式也得以简化，从而使问题易于解决，能收到事半功倍的效果。
高中物理解题常用思维方法二、对称法对称性就是事物在变化时存在的某种不变性。
自然界和自然科学中，普遍存在着优美和谐的对称现象。
利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案，大大简化解题步骤。
从科学思维方法的角度来讲，对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力。
用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性，这些对称性往往就是通往答案的捷径。
高中物理解题常用思维方法三、图象法图象能直观地描述物理过程，能形象地表达物理规律，能鲜明地表示物理量之间的关系，一直是物理学中常用的工具，图象问题也是每年高考必考的一个知识点。
运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现。
它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线)，当某些物理问题分析难度太大时，用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效。
高中物理解题常用思维方法四、假设法假设法是先假定某些条件，再进行推理，若结果与题设现象一致，则假设成立，反之，则假设不成立。
求解物理试题常用的假设有假设物理情景，假设物理过程，假设物理量等，利用假设法处理某些物理问题，往往能突破思维障碍，找出新的解题途径。
在分析弹力或摩擦力的有无及方向时，常利用该法。
高中物理解题常用思维方法五、整体、隔离法物理习题中，所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件。
这时，可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑，这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法，则称为隔离法。
高三物理 转化法解题的举例备考课件
另一分力的大小不变 C
B
改变定滑轮的位置
另一分力的方向可变
是否还能找到另一处
是否还有另一个解
把物理条件转化为数学条件：
合力的大小 方向不变
平行四边形对角线 的长度、位置一定
一个分力的 方向不变
平行四边形一边和 对角线的夹角一定
另一分力的 大小不变
平行四边形另一边 的长度一定
另一分力的 方向可变
是否还有 另一个解
板竖直。绳OC穿过定滑轮（摩擦不计），其下端悬吊一个砝码。此时O 点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不 在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？
把物理题的文字表述转化为物理条件：
结点O到达原来地方
合力的大小方向不变B固定来自O到达原位置一个分力的方向不变
A O
绳OC悬吊一个砝码
如图，AO是橡皮绳，BO为不能
A
伸长的细绳，A、B点固定在木板
上，木板竖直。绳OC穿过定滑轮
O
（摩擦不计），其下端悬吊一个砝
码。此时O点到达一定位置。问：
如果任意改变定滑轮的位置，是否
B
还可以找到不在OC直线上的另一 C
处，也能使结点O到达原来的地方？
如图，AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳，A、B点固定在木板上，木
转化法解题举例法举例
小车在水平方向上做直线运动，求小球 不脱离小车的条件，图中α、β已知，摩 擦不计。
α β
小车在水平方向上做直线
运动，求小球不脱离小车的条件，
α
β
图中α、β已知，摩擦不计。
小球不 脱离小 车的条
件
小球刚 要脱离 小车的 条件
小球只 和小车 的一个 侧面接
转换法
用“转化法“巧解物理题在运动学问题解题过程中，当按正常解法求解有困难时可通过转化法变换思维方法，使人产生“柳暗花明又一村“之感。
常用的转化方式有五种：①正逆转化，②数形转化，③参考系转化，④数形转化，⑤图形转化。
通过这五种思维转化，通过这五种思维转化，可以使解题思路上一台阶。
一、正逆转化将匀减速直线运动通过“正逆转化“变为初速为零匀加速直线运动，利用初速度为零的匀加速直线运动学的比例性质可以使问题获得巧解。
例一、如图所示，三块完全相同的木块固定在地板上，一初速度为v的子弹水平射穿长三块木块后速度恰好为零，设木块对子弹的阻力不随子弹的速度的谈及进入木块的深度而变化，求子弹分别通过三木块的时间之比。
二、动静转化选相对运动中的一个物体为参考系，可使运动规律的选择和解题思路发生很大的变化。
例题二、A、B两棒均长为1m，A棒悬于天花板上，B棒与A棒在一条竖直线上，A 棒的下端与B棒的上端之间相距20m，如图所示，某时刻烧断悬挂A棒的绳子，同时将B棒以020/v m s =的初速度竖直上抛。
忽略空气阻力，且210/g m s =,试求：（1）A 、B 两棒出发后何时相遇？（2）A 、B 两棒相遇后，交错而过需要多少时间？解法一：（1）以地面为参考系，设经过时间1t 两棒开始相遇。
A 棒下落的位移： 2112A h gt = ①B 棒上升的位移：201112B h v t gt =- ②A B h h L += ③联立①②③得1020120/L m t s v m s=== 即开始运动1s 后两棒开始相遇。
（2）从抛出到交错而过所用的时间为：20222 1.120/L l mt s v m s+=== 方法二：参考系转化，由于A 、B 两棒均受重力作用，它们间由于重力引起的速度改变相同，它们间只有初速度的不同导致相对运动，故选A 棒为参考系，则B 棒相对A 棒做速三、参考系的转化选取不同的参考同一运动时，物体的运动情况是不同的，但这不影响问题的答案，所以在解决问题时，适当选取坐标系，可以使问题的解答变得容易，但如何选取，应视问题的方便程度和自己的理解能力而定。
妙用“转化法”解高考物理题
４ ８
ｓ 嘲 嗣
■ 王维 林
而 Ｂ＝ｋ 即 ｋ ｔ ＝ Nhomakorabea⑤
妙 用“ 转化 法＂ 高 考 物 理题 解
转化法 ， 即把新情景转化为熟悉的情景 ， 把复杂 的物 理 过程 转 化 为 简 单 的 物 理 过 程 ， 复 杂 的模 型 把 转化为简单 的模型 。这样 ， 高考 紧张的环境下 ， 在 能 够 达 到 事半 功 倍 ， 解 高 考题 的效 果 。 速 情 景转 化 法 即 等效 转 化 法 ， 新 情 景 等 效 转 化 为 熟 悉 的 情 把 景 ， 用 所 掌握 的知 识 和 方法 去 处 理 。 利 例 １（ｏ４ 上 海 ） 光 滑 水 平 面 上 的 ０ 点 系 ．２ｏ 年 在 长为 的绝 缘 细 线 ， 线 的 另一 端 系 一 质 量 为 ｍ 细 带 电量 为 口的 小球 ， 当沿 细线 方 向 加 上 场 强 为 Ｅ的 匀 强磁 场 后 ， 球 处 于 平 衡 状 态 。 现 给 小 球 一 垂 直 小 于细 线 的初 速 度 使 小 球 在 水 平 面 上 开 始 运 动 ， 若 很 小 ， 小球 第一 次 回到 平衡 位 置 所 需 的 时 间 则
一
图４
２Ｖ ／ ｇ
① ② ③
明理由。 （ ） 动金 属 棒 的外 力 ，多 大 ？ ２拉
ｍｇ ： ｑ Ｅ
ｔ＝ ｌ ２ ／
联立解得 ｔ ／ 。 ： ＾
二 、 型 转 化 法 模 。 例 ２ （０３年 江 苏 ） ——— ——］——］ ． ２０
如图 ３ 所示， 两根平行金
ＢＬ ｖ＋ Ａ Ｂ
＝
（） ２ 由能量守恒 ， 外力对金属棒做 的功全部转化
为电能 ， 有 ： 故 ｎｌ ２Ｒ＋ｒ ， ， Ａ 则 拉 动金 属 棒 的 外 力 ＝１（ ） 而 ＝２ ， 为： Ｆ＝，（ Ｒ＋ｒ ／ ＝２ ×（ ． ＋０ ３ ／ Ｎ＝１ ６ ） ｖ 。 ０５ ．）２ ．Ｎ （） ３ 当撤 除 外 力后 ， 金属 棒 将 做 加 速度 不 断 减 小 的减 速 运 动 直 至 停 下 ， 的运 动 状 态 改 变 是 由 于 受 棒
巧用“转换法”解物理题
巧用“转换法”解物理题习方法？转换思维的方法和角度是提高学习方法的有效策略。
当我们面对一些不太熟悉的问题时，容易慌乱乃至对问题感到无奈，这时，如果能够灵活地转换思维的方法和角度，或许就能收到“柳暗花明”之效。
下面概括的是如何灵活地运用转换法，实现化解难点、顺利求解。
一、研究对象转换法选择研究对象的一般方法是求什么量就以什么量为核心，选取与此量有直接关系的物体或系统为研究对象，但有些问题这样思考下去困难重重，有时会出现“山重水复”的境地．如果活用转换法，将研究对象转换，问题就会迎刃而解．例１如图１所示，站在汽车上的人用手推车的力为Ｆ，脚对车向后的摩擦力为ｆ，下列说法正确的是：Ａ．当车匀速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为零Ｂ．当车加速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为负功Ｃ．当车减速运动时，Ｆ和ｆ对车做功的代数和为正功Ｄ．不管车做何种运动，Ｆ和ｆ的总功和总功率都为零解析不少学生在做此题时，认为研究对象很显然应选汽车，因为四个选项中都涉及到Ｆ和ｆ对汽车做功问题．但很快走进死胡同，原因是汽车在水平方向共受四个力：牵引力、地面对它的摩擦力、人对它的摩擦力ｆ和人对它的推力Ｆ，因前两个力比较不出大小，故也无法比较出后两者大小，因而也就无法比较二力的功．若转换一下研究对象，则会变难为易．对人进行受力分析，人在水平方向只受两个力：车对人向后的作用力Ｆ′，车对人向前的摩擦力ｆ′，这两个力恰好是Ｆ、ｆ的反作用力．根据人和汽车的运动状态，即可确定出Ｆ、ｆ的大小；当车匀速运动，人也匀速，Ｆ′＝ｆ′，Ｆ＝ｆ，又因二者的位移相等，故Ｆ做的正功等于ｆ做的负功，选项Ａ正确；当车加速时，人也加速，有Ｆ′＜ｆ′，Ｆ＜ｆ，故ｆ做的负功大于Ｆ做的正功，选项Ｂ正确；同理可得选项Ｃ正确．二、等效转换法当研究对象的规律与某一简单模型在物理意义、作用效果等方面相同或等价时，可以利用它们之间的等效，替换成简化的物理模型。
如常用的等效电路、用分力替代合力等等，实际上就是一种等效转换。
高考物理解题方法例话转换法讲解
2、转换法故事链接 ：佛律基亚(Phrygia)的国王戈耳迪，用乱结把轭系在他原来使用过的马车的辕上，其结牢固难解，神谕凡能解开此结者，便是亚洲之君主。
好几个世纪过去了，没有人能解开这个结。
公元前3世纪时，古希腊罗马的马其顿国王亚历山大大帝(Alexander the Great,公元前356-323),在成为希腊各城邦的霸主后，大举远征东方。
公元前334年，他率领进入小亚细亚，经过佛律基亚时，造访了这座神殿，看到这辆马车。
有人把往年的神谕告诉他，他也无法解开这个结。
为了鼓舞士气，亚历山大拔出利剑一挥，斩断了这个复杂的乱结，并说："我就是这样解开的"。
后来，亚历山大以其雄才大略，东征西讨，先是确立了在全希腊的统治地位，后又灭亡了波斯帝国，他果然建立起了一个西起古希腊、马其顿，东到印度恒河流域，南临尼罗河第一瀑布，北至药杀水的横跨欧、亚两大洲国家，创下了前无古人的辉煌业绩。
这个故事中亚历山大用剑“解”开绳结的方法用的就是转换法。
在研究物理问题时，如果用常规的思路无法达到目的，我们可以换一个角度去考虑问题，这种方法称为转换法。
如求变力做功很困难，可以通过求能量的变化来间接求功。
研究曲线运动时通常研究它的分运动，这些都是转换法，常用的转换法有：研究对象的转换，研究变量的转换，参考系的转换。
下面分别举例说明。
（1） 研究对象的转换[例题1]如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（ ）A 、 人对车厢做正功B 、人对车厢做负功C 、 人对车厢不做功D 、无法确定人对车厢是否做功解析：本题中虽然问人对车做功情况，但我们可转变一下研究对象，将人当作研究对象，由于车匀加速向左运动，人和车是一个整体，所以人的加速度方向也向左，所以车对人的合力也向左，根据牛顿第三定律可得，人对车的合力方向向右，运动位移向左，则人对车厢做负功，选项B 正确。
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2、转换法
故事链接 ：佛律基亚(Phrygia)的国王戈耳迪，用乱结把轭系在他原来使用过的马车的辕上，其结牢固难解，神谕凡能解开此结者，便是亚洲之君主。
好几个世纪过去了，没有人能解开这个结。
公元前3世纪时，古希腊罗马的马其顿国王亚历山大大帝(Alexander the Great,公元前356-323),在成为希腊各城邦的霸主后，大举远征东方。
公元前334年，他率领进入小亚细亚，经过佛律基亚时，造访了这座神殿，
看到这辆马车。
有人把往年的神谕告诉他，他也无法解开这个结。
为了鼓舞士气，亚历山大拔出利剑一挥，斩断了这个复杂的乱结，并说："我就是这样解开的"。
后来，亚历山大以其雄才大略，东征西讨，先是确立了在全希腊的统治地位，后又灭亡了波斯帝国，他果然建立起了一个西起古希腊、马其顿，东到印度恒河流域，南临尼罗河第一瀑布，北至药杀水的横跨欧、亚两大洲国家，创下了前无古人的辉煌业绩。
这个故事中亚历山大用剑“解”开绳结的方法用的就是转换法。
在研究物理问题时，如果用常规的思路无法达到目的，我们可以换一个角度去考虑问题，这种方法称为转换法。
如求变力做功很困难，可以通过求能量的变化来间接求功。
研究曲线运动时通常研究它的分运动，这些都是转换法，常用的转换法有：研究对象的转换，研究变量的转换，参考系的转换。
下面分别举例说明。
（1） 研究对象的转换
[例题1]如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推
车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（ ）
A 、 人对车厢做正功
B 、人对车厢做负功
C 、 人对车厢不做功
D 、无法确定人对车厢
是否做功
解析：本题中虽然问人对车做功情况，但我们可转变一下研究对象，将人当作研究对象，由于车匀加速向左运动，人和车是一个整体，所以人的加速度方向也向左，所以车对人的合力也向左，根据牛顿第三定律可得，人对车的合力方向向右，运动位移向左，则人对车厢做负功，选项B 正确。
[例题2]如图所示，物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上，水平为F b ＝5N 、F c ＝10N 分别作
用于物体b 、c 上，a 、b 和c 仍保持静止。
以1f 、2f 、
3f 分别表
示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小，则( )
A N f f N f 5,0,5321===
B 0,5,5321===f N f N f
C N f N f f 5,5,0321===
D N f N f f 5,10,0321===
解析：判定a 、b 之间的静摩擦力的大小时取a 为研究对象，所以f 1＝0；判定b 、c 之间的静摩擦力的大小时取ab 整体为研究对象，根据平衡条件可得f 2＝f b =5N ，判定c 与地之间的静摩擦力的大小时取a 、b 、c 三者整体为研究对象，根据平衡条件可得f 3＝f C -f b =5N 。
所以答案为C
（2）研究变量的转换
[例题1]有两个灯泡规格分别为 A “110V,100W ”,B “110V,40W ”,还有一只可变电阻,把它们接入220V 电路中,若两灯泡都正常发光,且消耗总功率最小,电路如何连接,连入电路的电阻R 阻值为多少?
解析:通过分析可知满足题设条件的电路应为
求电阻R 的常规方法是先求出灯AB 的电阻,然后用灯B 和R 并联的总电阻与灯A 的总电阻相等列方程求R,这种方法解方程的过程比较繁,现在我们变换一下研究变量,利用灯B 和电阻R 并联后的电功率与灯A 的电功率相等列方程计算量就小多了
（3）参考系的转换
在研究物体运动过程中，选择一个合适的参照物是十分重要的。
在解题的时候，一般选择地面或相对地静止的物体作为参照物，几乎形成了思维定势。
但在某些问题中，恰当的选取参照物可以简化问题，便于更直观的分析和求解。
[例题1]火车以速度1v 匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距S 处有另一火车沿同方向以速度2v (对地，且21v v >)做匀速运动。
司机立即以加速度a 紧急刹车，要使两车不相撞，a 应满足什么条件?
解析：本题若选取地面为参照物，分析过程较烦，需要几个方程联立才能求得结果。
若选取前车为参照物，即把前车视为静止，则刹车后后车相对前车速度为210v v v -=，加速度为a 的匀减速直线运动。
当后车相对前车的速度减为零时，若相对位移S S ≤'，则不会相撞，故有S a
v v a v S ≤-=='2)(22
212
0，得a 的大小应S v v a 2)(221-≥。
[例题2]逆水行舟途中，木桶掉入河中，桶入水后立即随水流动。
10分钟后发现，马上掉头追赶，设掉头后船对水的速率不变且掉头所用时间不计，则追上木桶所用的时间是_________分钟。
解析：此题以河岸为参照物求解相当麻烦。
若选水为参照物，研究船相对水的运动可大为化简。
由题意，船往返相对水的速率不变。
而木桶掉入水中相对水是静止的，这样往返距离相同，因而时间也相同，即追上木桶所用时间是10分钟。
[例题3]如图所示，有A 、B 两个行星绕同一恒星O 做匀速圆周运动，运转方向相同，A 行星的周期为T A ，B 行星的周期为T B 。
在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星间的距离最近)，则由此刻起
( ) Ω=Ω===-=-==+7.20160
11060401002
2R B A R A
B R P U R w
w w P P P R P P P 接入电路的电阻消耗的功率
所以电阻
(A)经过时间B A T T t +=，两行星第二次相遇
(B)经过时间A
B B A T T T T t -=∆=ωπ2，两行星第二次相遇 (C)经过时间2B A T T t +
=，两行星第一次相距最远 (D)经过时间)
(2A B B A T T T T t -=∆=ωπ，两行星第一次相距最远 解析：A 、B 两行星均绕某恒星做匀速圆周运动它们的角速度为A A T πω2=、B B T πω2=。
因A 离恒星比B 离恒星近，故A 的周期一定小于B 的周期。
若我们以B 星为参照物，A 行星的角速度比B 的大B
A A
B B A T T T T )(2-=-=∆πωωω。
要使两行星第二次相遇(即相距最近)，则所需时间A B B A T T T T t -=∆=
ωπ2。
两行星第一次相距最远所需时间为)(2A B B A T T T T t -=∆=
ωπ。
所以(B)、(D)正确。