高中物理思想方法归纳

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高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结1.微元法与极限法它本是高等数学中的知识领域问题,但在高中物理中只是思想方法领域的问题。

在高中也根本不可能把具体知识体系教给学生,但作为思想方法,它的地位反而更高。

虽然对问题的分析都是定性的,却反应了思维的质量和深度。

在处理匀变速直线运动的位移、瞬时速度,曲线运动速度方向、万有引力由“质点”向“大的物体”过渡、变力做功,等等,要大力向学生渲染这种思想方法。

2.隔离法除前面提到的对物体系统进行隔离的例子,还有对问题的过程或问题性质进行隔离的思想方法问题。

例如我们把电源隔离成无阻理想电源和电阻串联的两部分;把碰撞问题分隔成纯粹碰撞阶段和纯粹运动阶段──很多教师说“碰撞瞬间完成,还没来得及运动,忽略其位移”,其实这话不严密:不是没位移,而是把位移成分(哪怕很微小的位移)在运动阶段中体现了。

再如,在讨论卫星运行中的变轨问题时,往往分隔成变速、变轨,再变速、稳定在另一轨道等等几个理想段,实际中这些过程并不是界限分明分阶段进行的,而是交融在一起、伴随在一起的。

隔离法的运用,不是忽略了什么,也不是允许了什么误差,而是思维的一种方法与技巧。

运用这种方法,研究的结果是精确的。

3.忽略次要因素思想很多学生在讨论问题时,有两个误区:一是看问题不全面,类似的如电路中的功率等于电压与电流二者的积,电压增大为原来二倍时,有的学生就说功率就变为原来二倍;二是不知道多个因素影响中,需要忽略无穷小的和次要的因素。

例如随温度的增加导体的电阻究竟增加还是减小?再如在研究光学的成像时不用考虑色散、在研究干涉问题时不考虑衍射影响、在研究声速时不考虑温度影响等。

对此,应该让学生归纳出理性化的思绪:第一,精确度方面。

例如,研究铁球的自由落体运动,不做精确测量时,不考虑空气阻力。

但要进行精确研究,即便下落的是铁球,也要考虑空气阻力。

第二,在关注点方面。

例如还是铁球下落,看你关注的是什么。

如果你关注的是空气阻力影响,就不能忽略空气阻力。

高中物理主要思想总结归纳

高中物理主要思想总结归纳

高中物理主要思想总结归纳高中物理主要思想总结归纳可以分为以下几个方面:第一,物理研究的客观性和实验性。

物理学是研究自然界客观规律的科学,其基本特点是客观性和实验性。

客观性指的是物理学研究的对象是客观存在的自然现象和规律,物理学的任务是揭示和理解这些客观规律。

实验性指的是通过实验手段来验证和验证理论的正确性,实验是物理学研究的基础和核心。

第二,物理学的定量性和数学性。

物理学是一门定量科学,其研究结果能够用数值表达,并通过数学模型进行描述和推导。

物理学研究往往通过量化实验结果,建立数学模型,进行数值计算和推导,从而得到客观规律的数学表达式,并通过实验进行验证。

第三,物理学的简化和理想化。

为了研究复杂的自然现象,物理学往往需要进行简化和理想化处理。

物理学家通常会选取研究对象的关键性质进行分析,忽略其他次要因素的影响,从而得到简洁而有效的描述。

同时,在物理学研究中常常会使用理想化模型,将现实中的复杂情况简化为理想情况,以便进行研究和计算。

第四,物理学的理论与实践的结合。

物理学的发展离不开理论和实践的相互作用。

理论是物理学发展的基础,是对客观规律的理性认识和理论构建的过程。

实践则是对理论的验证和实验的应用,只有通过实验证实,才能验证和完善理论,推动物理学的进步。

第五,物理学的系统性和层级性。

物理学是一门系统科学,其研究内容涉及到宏观物体和微观粒子的运动和相互作用,从最小的微观领域到最大的宇宙范围,物理学的研究内容和方法都具有一定的层次性。

第六,物理学的实用性和应用性。

物理学不仅仅是一门基础科学,还有广泛的应用价值。

物理学的实用性体现在其能够为解决实际问题提供理论和方法的支持,例如光学、电子学、力学等。

物理学的应用性体现在其能够为其他学科和技术提供基础知识和技术支持,同时也能够推动社会和经济的发展。

综上所述,高中物理主要思想总结归纳可以概括为:物理研究的客观性和实验性,物理学的定量性和数学性,物理学的简化和理想化,物理学的理论与实践的结合,物理学的系统性和层级性,物理学的实用性和应用性。

高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结引导语:物理是一门很多学生都掌握不好的学科,其实学好物理是非常需要方法的,接下来是为你带来收集的高中物理思想方法总结,欢迎阅读!1.微元法与极限法它本是高等数学中的知识领域问题,但在高中物理中只是思想方法领域的问题。

在高中也根本不可能把具体知识体系教给学生,但作为思想方法,它的地位反而更高。

虽然对问题的分析都是定性的,却反应了思维的质量和深度。

在处理匀变速直线运动的位移、瞬时速度,曲线运动速度方向、万有引力由“质点”向“大的物体”过渡、变力做功,等等,要大力向学生渲染这种思想方法。

2.隔离法除前面提到的对物体系统进行隔离的例子,还有对问题的过程或问题性质进行隔离的思想方法问题。

例如我们把电源隔离成无阻理想电源和电阻串联的两部分;把碰撞问题分隔成纯粹碰撞阶段和纯粹运动阶段──很多教师说“碰撞瞬间完成,还没来得及运动,忽略其位移”,其实这话不严密:不是没位移,而是把位移成分(哪怕很微小的位移)在运动阶段中体现了。

再如,在讨论卫星运行中的变轨问题时,往往分隔成变速、变轨,再变速、稳定在另一轨道等等几个理想段,实际中这些过程并不是界限分明分阶段进行的,而是交融在一起、伴随在一起的。

隔离法的运用,不是忽略了什么,也不是允许了什么误差,而是思维的一种方法与技巧。

运用这种方法,研究的结果是精确的。

3.忽略次要因素思想很多学生在讨论问题时,有两个误区:一是看问题不全面,类似的如电路中的功率等于电压与电流二者的积,电压增大为原来二倍时,有的学生就说功率就变为原来二倍;二是不知道多个因素影响中,需要忽略无穷小的和次要的因素。

例如随温度的增加导体的电阻究竟增加还是减小?再如在研究光学的成像时不用考虑色散、在研究干涉问题时不考虑衍射影响、在研究声速时不考虑温度影响等。

对此,应该让学生归纳出理性化的思绪:第一,精确度方面。

例如,研究铁球的自由落体运动,不做精确测量时,不考虑空气阻力。

但要进行精确研究,即便下落的是铁球,也要考虑空气阻力。

高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结

高中物理思想方法总结高中物理思想方法总结高中物理作为一门自然科学学科,主要研究物质的运动、力、能量等基本规律。

在学习高中物理的过程中,要掌握一定的思想方法,以提高学习效果。

以下是我对高中物理思想方法的总结。

首先,物理学习的基本思想方法是观察法。

物理现象和实验现象是物理学研究的基础,学生要通过观察实验现象,提炼出规律和原理。

观察法要求学生全面、准确地观察实验现象,尽可能收集到更多的信息,并通过观察实验现象的变化来找出规律和原理。

其次,物理学习的思想方法是实验法。

物理学研究的基本手段是实验,学生要通过实验来验证和探究物理规律。

实验法要求学生有观察、精确测量、记录实验数据的能力,并能够分析、总结实验结果,从而得出正确的结论。

实验法还要求学生在实验中发现问题,解决问题,提高实验能力。

再次,物理学习的思想方法是抽象概括法。

物理学研究的对象是客观存在的物理现象,需要将其抽象为概念和定律。

学生要根据实际物理现象,提炼出相应的概念和定律,形成物理学的体系。

抽象概括法要求学生对物理现象有深刻的认识和理解,并具备归纳、概括的能力,从具体到抽象,从实验事实中找到规律和原理。

最后,物理学习的思想方法是逻辑推理法。

物理学研究的过程是一个不断推理的过程,学生要通过逻辑推理来分析、解决物理问题。

逻辑推理法要求学生善于运用严密的逻辑思维,根据已有的物理原理,推导和演绎出新的结论。

逻辑推理法要求学生具备处理信息、区分主次、抓住重点的能力,能够从不同角度思考问题,形成合理的思维链条。

总之,高中物理学习的思想方法是观察法、实验法、抽象概括法和逻辑推理法的有机结合。

学生要通过观察实验现象,学会发现物理规律;通过实验验证和探究物理规律;通过抽象概括将物理现象抽象成概念和定律;通过逻辑推理分析和解决物理问题。

只有灵活运用这些思维方法,才能加深对物理规律的理解,提高物理学习能力。

高中物理-高中物理思想方法

高中物理-高中物理思想方法

思想方法1 极限思维法1.极限思维法:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的,那么,选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析,其结果必然包含了所要讨论的物理过程,从而能使求解过程简单、直观,这就是极限思维方法.极限思维法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况.2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v =Δx Δt 中,当Δt →0时,v 是瞬时速度.(2)公式a =Δv Δt 中,当Δt →0时,a 是瞬时加速度.思想方法2 巧解匀变速直线运动问题的六种方法运动学问题的求解一般有多种方法,除直接应用公式外,还有如下方法:1.平均速度法定义式v -=x t 对任何性质的运动都适用,而v -=12(v 0+v )适用于匀变速直线运动.2.中间时刻速度法利用“任一时间t ,中间时刻的瞬时速度等于这段时间t 内的平均速度”,即v t2=v-,适用于任何一个匀变速直线运动,有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有t2的复杂式子,从而简化解题过程,提高解题速度.3.比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的重要特征的比例关系,用比例法求解.4.逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法,一般用于末态已知的情况.5.图象法应用v-t图象,可以使比较复杂的问题变得形象、直观和简单,尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速得出答案.6.推论法在匀变速直线运动中,两个连续相等的时间T内的位移之差为一恒量,即Δx=x n+1-x n=aT2,若出现相等的时间间隔问题,应优先考虑用Δx=aT2求解.数学技巧1物理中的函数图象1.问题概述物理图象是借助数形结合,将物体运动的函数关系与几何图线相结合,来描述两个物理量之间的依存关系,是近几年高考物理试卷中考查的热点问题之一.2.表现形式根据物理情景从同一角度或从不同角度设计物理图象,让学生判断哪些图象能正确描述物理情景.3.处理方法分析物理情景及所给图象,根据相应的物理原理写出数学表达式,最后根据数学表达式选出正确答案,或根据所给选项图象确定其运动性质是否符合题意.思想方法3临界条件在摩擦力突变问题中的应用1.问题特征当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性,对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力.思想方法4动态平衡问题的分析方法1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.分析方法(1)解析法①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式.②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况.(2)图解法①根据已知量的变化情况,画出平行四边形边、角的变化.②确定未知量大小、方向的变化.。

高中物理解题物理思想方法

高中物理解题物理思想方法

高中物理解题物理思想方法高中物理解题的物理思想方法高中物理是考查学生对物理知识和解题能力的科目之一。

解题能力是学生获取高分的关键,它要求学生对物理思想方法的应用有一定的掌握。

本文将介绍一些解题的物理思想方法,帮助高中学生更好地应对物理解题。

一、观察问题,分析现象在解决物理问题时,首先要观察问题陈述、图表、实验现象等信息,并进行仔细分析。

通过观察和分析,我们可以理解问题所涉及的物理现象和问题本质。

二、建立逻辑思维框架在解题过程中,学生需要根据已知条件和问题要求建立逻辑思维框架。

首先,要仔细阅读题目、图表和实验数据,明确已知条件和问题要求。

其次,要将已知条件归纳、分类,建立合理的思维框架。

三、找到适当的物理理论在解题过程中,我们需要根据已有的物理理论和公式,选择适当的理论来分析问题。

特别是对于一些常见的物理问题,学生应该掌握常用的物理公式,比如牛顿运动定律、库仑定律等。

四、量纲分析和估算在解题过程中,学生可以通过对物理量的量纲分析和估算,判断结果的合理性。

比如,在力的问题中,我们可以根据力的量纲和公式计算出一个预估值,与结果进行比较,判断解答是否合理。

五、运用数学工具在解决一些复杂的物理问题时,数学工具是不可或缺的。

学生应灵活运用微积分、矢量分析、三角函数等数学工具,将物理问题转化为数学问题,进而求解。

六、思考物理意义在解决问题时,学生不仅要关注结果,还要思考问题的物理意义和实际背景。

通过思考物理意义,我们可以更好地理解物理现象,并将物理知识与实际应用相结合。

七、多角度思考和验证在解题过程中,学生需要从多个角度思考问题,并采用不同的方法进行验证。

通过多角度思考和验证,可以提高解题的准确性和全面性。

八、积累实践经验解决物理问题需要不断的实践和积累经验。

学生可以通过做大量的物理题目,参加物理实验和竞赛等活动,积累解题经验和物理思维方法。

结语:物理解题思想方法是学生解决物理问题的关键。

在掌握了相关物理知识的基础上,学生需要培养观察问题、建立逻辑思维框架、选择适当的物理理论、量纲分析、运用数学工具、思考物理意义、多角度思考和验证、积累实践经验等解题方法。

高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法

高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法

高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法专题概述现如今,高考物理愈来愈注重考查考生的能力和科学素养,其命题愈加明显地渗透着对物理思想、物理方法的考查.在平时的复习备考过程中,物理习题浩如烟海,千变万化,我们若能掌握一些基本的解题思想,就如同在开启各式各样的“锁”时,找到了一把“多功能的钥匙”.思想方法1:整体法、隔离法1.整体法和隔离法的选用原则(1)如果动力学系统各部分运动状态相同,求解整体的物理量优先考虑整体法;如果要求解系统各部分的相互作用力,再用隔离法.(2)如果系统内部各部分运动状态不同,一般选用隔离法.2.在比较综合的问题中往往两种方法交叉运用,相辅相成,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体问题具体分析,灵活运用.如图所示,质量均为m 的斜面体A 、B 叠放在水平地面上,A 、B 间接触面光滑,用一与斜面平行的推力F 作用在B 上,B 沿斜面匀速上升,A 始终静止.若A 的斜面倾角为θ,下列说法正确的是( )A .F =mg tan θB .A 、B 间的作用力为mg cos θC .地面对A 的支持力大小为2mgD .地面对A 的摩擦力大小为F解析:B 以B 为研究对象,在沿斜面方向、垂直于斜面方向根据平衡条件求得F =mg sin θ,支持力N =mg cos θ,故A 错误,B 正确;以整体为研究对象,根据平衡条件可得地面对A 的支持力大小为F N =2mg -F sin θ,地面对A 的摩擦力大小为f =F cos θ,故C 、D 错误.思想方法2:估算与近似计算1.物理估算题,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对所求物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的、合理的推算.物理估算是一种重要的方法,有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法便捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确计算.在这些情况下,估算就很实用.2.估算时经常用到的近似数学关系(1)角度θ很小时,弦长近似等于弧长.(2)θ很小时,sin θ≈θ,tan θ≈θ,cos θ≈1.(3)a ≫b 时,a +b ≈a ,1a +1b ≈1b. 3.估算时经常用到的一些物理常识数据解题所需数据,通常可从日常生活、生产实际、熟知的基本常数、常用关系等方面获取,如成人体重约600 N ,汽车速度约10~20 m/s ,重力加速度约为10 m/s 2……引体向上是中学生体育测试的项目之一,引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟.若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )A .5 WB .20 WC .100 WD .400 W解析:C 学生体重约为50 kg ,每次引体向上上升的高度约为0.5 m ,引体向上一次克服重力做功为W =mgh =50×10×0.5 J =250 J ,全过程克服重力做功的平均功率为P =nW t=12×250 J 30 s=100 W ,故C 正确,A 、B 、D 错误. 思想方法3:控制变量法在比较复杂的物理问题中,某一物理量的变化可能与多个变量均有关,定性分析或定量确定因变量与自变量的关系时,常常需要用到控制变量法,即先保持其中一个量不变,研究因变量与另外一个变量的关系,如研究加速度与质量和合外力的关系时,先保持物体的质量不变,研究加速度与合外力的关系,再保持合外力不变,研究加速度与物体质量的关系,最终通过数学分析,得到加速度与质量和合外力的关系.如果有三个或三个以上的自变量,需要控制不变的量,做到变量每次只能有一个.在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些因素有关的实验中,得到的实验数据记录在下面的表格中(水的密度为ρ0=1.0×103 kg/m 3). 次序固体颗粒的半径 r /(×10-3 m) 固体颗粒的密度 ρ/(×103 kg ·m -3) 匀速下沉的速度 v /(m ·s -1) 10.50 2.0 0.55 21.002.0 2.20 31.502.0 4.95 40.50 3.0 1.10 51.00 3.0 4.40 60.50 4.0 1.65 7 1.00 4.0 6.60 颗粒的半径r 的关系:v 与________(填“r ”或“r 2”)成正比.(2)根据以上1、4、6组实验数据,可知球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度v 与水的密度ρ0、固体的密度ρ的关系:v 与________(填“ρ”或“ρ-ρ0”)成正比.(3)综合以上实验数据,推导球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式v =________,比例系数可用k 表示.解析:(1)由控制变量法容易得出,当ρ一定时,从表格中1、2、3组数据可以得出结论:v ∝r 2.(2)观察表格中的1、4、6组数据,当r 一定时,v 和ρ的关系难以立即判断,因此需要换个角度考虑.当r 一定时,在每个ρ值后都减去1.0×103 kg/m 3(即水的密度),得到的数值与v 成正比,即v ∝(ρ-ρ0).(3)综合以上实验数据,可推导出球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式:v =kr 2(ρ-ρ0),k 为比例系数.答案:(1)r 2 (2)ρ-ρ0 (3)k (ρ-ρ0)r 2思想方法4:对称思想对称是一种美,只要对称,必有相等的某些量存在.对称法是从对称的角度研究、处理物理问题的一种思维方法,时间和空间上的对称,表明物理规律在某种变换下具有不变的性质.用这种思维方法来处理问题可以开拓思路,使复杂问题的求解变得简捷.高中物理中的对称主要有受力对称和运动对称.电场中等量电荷产生的电场具有对称性,带电粒子在匀强有界磁场中的运动轨迹具有对称性,简谐运动和波在时间和空间上具有对称性,光路具有对称性……解题时,要充分利用这些特点.如图所示,挂钩连接三根长度均为L 的轻绳,三根轻绳的另一端与一质量为m 、直径为1.2L 的水平圆环相连,连接点将圆环三等分,在轻绳拉力作用下圆环以加速度a =12g 匀加速上升,已知重力加速度为g ,则每根轻绳上的拉力大小为( )A.512mg B .59mg C.58mg D .56mg 解析:C 设每根轻绳与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知sin θ=0.6,则cos θ=0.8;对圆环进行受力分析,由牛顿第二定律有3T cos θ-mg =ma ,解得T =58mg ,故选C. 思想方法5:分解思想有些物理问题的运动过程、情景较为复杂,在运用一些物理规律或公式不奏效的情况下,将物理过程按照事物发展的顺序分成几段熟悉的子过程来分析,或者将复杂的运动分解成几个简单或特殊的分运动(如匀速直线运动、匀变速直线运动、圆周运动等)来考虑,往往能事半功倍.某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球.忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的( )A .时刻相同,地点相同B .时刻相同,地点不同C .时刻不同,地点相同D .时刻不同,地点不同解析:B 弹射管沿光滑竖直轨道自由下落,向下的加速度大小为g ,且下落时保持水平,故先后弹出的两只小球在竖直方向的分速度与弹射管的分速度相同,即两只小球同时落地;又两只小球先后弹出且水平分速度相等,故两只小球在空中运动的时间不同,则运动的水平位移不同,落地点不同,选项B 正确.思想方法6:数形结合的思想数形结合的思想,就是把物体的空间形式和数量关系结合起来进行考查,通过“数”与“形”之间的对应和转化来解决问题的思想,其实质是把抽象的数学语言、数量关系与直观的图形结合起来,把抽象思维和形象思维结合起来.数形结合的思想,一方面可以以“形”助“数”,实现抽象概念与具体形象的联系与转化,化抽象为直观,化难为易;另一方面可以以“数”解“形”,可以由数入手,将有些涉及图形的问题转化为数量关系来研究,对图形做精细的分析,从而使人们对直观图形有更精确、理性的理解.一弹簧秤的秤盘质量为m 1,盘内放一质量为m 2的物体,弹簧质量不计,其劲度系数为k ,系统处于静止状态,如图所示.t 0时刻给物体施加一个竖直向上的力F ,使物体从静止开始向上做加速度为a 的匀加速直线运动,经2 s 物体与秤盘脱离,用F N 表示物体与秤盘间的相互作用力的大小,已知重力加速度大小为g ,则下列F 和F N 随时间变化的关系图像正确的是( )解析:C 对秤盘和物体整体分析,系统处于静止状态时,弹簧形变量为x 0,利用牛顿第二定律得,kx 0=(m 1+m 2)g ,F +kx -(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,又x =x 0-12a (t -t 0)2,解上述两式得F =(m 1+m 2)a +12ka (t -t 0)2,所以选项A 、B 错误;以物体为研究对象,物体静止时,F N =m 2g ,运动后对秤盘受力分析,利用牛顿第二定律得kx -m 1g -F N =m 1a ,F N =m 2g -m 1a -12ka (t -t 0)2,所以选项C 正确,D 错误. 思想方法7:特殊值法与极限法在中学物理问题中,有一类问题具有这样的特点,如果从题中给出的条件出发,需经过较复杂的计算才能得到结果的一般形式,并且条件似乎不足,使得结果难以确定,这时我们可以尝试采用极限思维的方法,将其变化过程引向极端的情况,就能把比较隐蔽的条件或临界现象暴露出来,从而有助于结论的迅速取得.对于某些具有复杂运算的题目,还可以通过特殊值验证的方法排除错误选项,提高效率.图示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为σ.取环面中心O 为原点,以垂直于环面的轴线为x 轴.设轴上任意点P 到O 点的距离为x ,P 点电场强度的大小为E .下面给出E 的四个表达式(式中k 为静电力常量),其中只有一个是合理的.你可能不会求解此处的场强E ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,E 的合理表达式应为( )A .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21-R 2x 2+R 22x B .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21-1x 2+R 22x C .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21+R 2x 2+R 22x D .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21+1x 2+R 22x 解析:B 当R 1=0时,带电圆环演变为带电圆面,则中心轴线上任意一点的电场强度的大小E 不可能小于0,而A 项中,E <0,故A 错误;当x →∞时E →0,而C 项中E =2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎫ R 21x 2x 2+R 21+ R 22x 2x 2+R 22=2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫ 11x 2+1R 21+ 11x 2+1R 22,x →∞时,E →2πk σ(R 1+R 2),同理可知D 项中x →∞时,E →4πk σ,故C 、D 错误;所以正确选项只能为B.思想方法8:等效思想1.等效法是科学研究中重要的思维方法之一,所谓等效法就是在保证某方面效果相同的前提下,用熟悉和简单的物理对象、过程、现象替代实际上陌生和复杂的物理对象、过程、现象的方法.例如:合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻等.利用等效法不但能将问题、过程由繁变简、由难变易,由具体到抽象,而且能启迪思维,增长智慧,从而提高能力.2.运用等效法解决实际问题时,常见的有:过程等效、概念等效、条件等效、电器元件等效、电路等效、长度等效、场等效等.在运用等效法时,一定要注意必须是在效果相同的前提下,讨论两个不同的物理过程或物理现象的等效及物理意义.若在运用等效法解决问题时,不抓住效果相同这个条件,就会得出错误的结论.近年来,含有等效法思维方式的试题在高考中频频出现,主要考查物理模型等效、过程等效、条件等效、电路等效等.如图所示,在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中,固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD ,圆弧的圆心为O ,竖直半径OD =R ,B 点和地面上A 点的连线与地面成θ=37°角,AB =R .一质量为m 、电荷量为q 的小球(可视为质点)从地面上A 点以某一初速度沿AB 方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD 中,到达管中某处C (图中未标出)时恰好与管道间无作用力.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g .求:(1)匀强电场的场强大小E 和小球到达C 处时的速度大小v ;(2)小球的初速度大小v 0以及到达D 处时的速度大小v D .解析:(1)小球做直线运动时的受力情况如图甲所示,小球带正电,则qE =mg tan θ,得E =4mg 3q, 小球到达C 处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力,如图乙所示,OC ∥AB ,则mg sin θ=m v 2R得v = 53gR . (2)小球“恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD ”,说明AB ⊥OB小球从A 点运动到C 点的过程,根据动能定理有-mg sin θ·2R =12m v 2-12m v 20得v 0=253gR , 小球从C 处运动到D 处的过程,根据动能定理有mg sin θ(R -R sin θ)=12m v 2D -12m v 2, 得v D =3gR .答案:(1)4mg 3q 53gR (2) 253gR 3gR思想方法9:微元累积法高中物理中有很多复杂模型不能直接用已有知识和方法解决,可以在对问题做整体的考察后,选取该问题过程中的某一微小单元进行分析,通过对微元的物理分析和描述,找出该微元所具有的物理性质和运动变化规律,从而获得解决该物理问题整体的方法.比如,物体做变加速运动时,若从整体着手研究,则难以在高中物理层面展开,不过当我们用过程微元法,把物体的运动过程按其经历的位移或时间等分为多个小量,将每个微元过程近似为高中物理知识所能处理的过程,在得出每个微元过程的相关结果后,再进行数学求和,这样就能得到物体复杂运动过程的规律.再比如研究对象难以选择的情形,可以把实体模型等分为很多很多的等份,变成一个理想化模型,如刚体可以等分成无数个质点、带电体可以等分成很多点电荷来研究,先研究其中一份,再研究个体与整体的关系,运用物理规律,辅以数学方法求解,由此求出整体受力或运动情况,在中学阶段比较常见的有流体或类似流体问题、链条类的连续体模型等.如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T .在匀强磁场区域内,同一水平面内有一对足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距L =1 m ,电阻可忽略不计.质量均为m =1 kg 、电阻均为R =2.5 Ω的金属导体棒MN 和PQ 垂直放置于导轨上,且与导轨接触良好.先将PQ 暂时锁定,金属棒MN 在垂直于棒的拉力F 作用下,由静止开始以加速度a =0.4 m/s 2向右做匀加速直线运动,5 s 后保持拉力F 的功率不变,直到棒以最大速度v m 做匀速直线运动.(1)求棒MN 的最大速度v m ;(2)当棒MN 达到最大速度v m 时,解除PQ 锁定,同时撤去拉力F ,两棒最终均匀速运动.求解除棒PQ 锁定后,到两棒最终匀速运动的过程中,电路中产生的总焦耳热;(3)若PQ 始终不解除锁定,当棒MN 达到最大速度v m 时,撤去拉力F ,棒MN 继续运动多远后停下来?(运算结果可用根式表示)解析:(1)棒MN 做匀加速直线运动,5 s 时的速度为:v =at 1=2 m/s此时对棒MN 由牛顿第二定律得:F -BIL =ma棒MN 做切割磁感线运动,产生的感应电动势为:E =BL v在两棒组成的回路中,由闭合电路欧姆定律得:I =E 2R联立并代入数据解得:F =0.5 N5 s 时拉力F 的功率为:P =F v联立并代入数据解得:P =1 W棒MN 最终做匀速直线运动,则有:P v m-BI m L =0, 其中I m =BL v m 2R联立并代入数据解得:v m =2 5 m/s.(2)解除棒PQ 锁定后,两棒运动过程中动量守恒,最终两棒以相同的速度做匀速运动,设速度大小为v ′,以水平向右为正方向,则有:m v m =2m v ′设从解除棒PQ 锁定到两棒达到相同速度的过程中,两棒共产生的焦耳热为Q ,由能量守恒定律可得:Q =12m v 2m -12×2m v ′2 联立并代入数据解得:Q =5 J.(3)以棒MN 为研究对象,设某时刻棒中电流为i ,在极短时间Δt 内,由动量定理得:-BiL Δt =m Δv对式子两边求和有:∑(-BiL Δt )=∑(m Δv )而Δq =i Δt联立解得:BLq =m v m又对于电路有:q =It =E 2Rt 设棒MN 继续运动距离为x 后停下来,由法拉第电磁感应定律得:E =BLx t联立得q =BLx 2R代入数据解得:x =2Rq BL =2Rm v m B 2L 2=40 5 m. 答案:(1)2 5 m/s (2)5 J (3)40 5 m思想方法10:守恒思想物理学中最常用的一种思维方法——守恒.高中物理涉及的守恒定律有能量守恒定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、质量守恒定律、电荷守恒定律等,它们是我们处理高中物理问题的主要工具.如图所示,长R =0.6 m 的不可伸长的细绳一端固定在O 点,另一端系着质量m 2=0.1 kg 的小球B ,小球B 刚好与水平面相接触.现使质量m 1=0.3 kg 的物块A 沿光滑水平面以v 0=4 m/s 的速度向B 运动并与B 发生弹性正碰,A 、B 碰撞后,小球B 能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度g =10 m/s 2,A 、B 均可视为质点,试求:(1)在A 与B 碰撞后瞬间,小球B 的速度v 2的大小;(2)小球B 运动到最高点时对细绳的拉力.解析:(1)物块A 与小球B 碰撞时,由动量守恒定律和机械能守恒定律有: m 1v 0=m 1v 1+m 2v 212m 1v 20=12m 1v 21+12m 2v 22 解得碰撞后瞬间物块A 的速度v 1=m 1-m 2m 1+m 2v 0=2 m/s 小球B 的速度v 2=2m 1m 1+m 2v 0=6 m/s (2)碰撞后,设小球B 运动到最高点时的速度为v ,则由机械能守恒定律有: 12m 2v 22=12m 2v 2+2m 2gR 又由向心力公式有:F +m 2g =m 2v 2R联立解得F =1 N ,由牛顿第三定律知小球B 对细绳的拉力F ′=F =1 N.答案:(1)6 m/s (2)1 N。

高中物理思想方法【全】

高中物理思想方法【全】

物理思想方法§1.图形/图象图解法⏹图形/图象图解法就是将物理现象或过程用图形/图象表征出后,再据图形表征的特点或图象斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法。

尤其是图象法对于一些定性问题的求解独到好处。

§2 极限思维方法⏹极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维办法。

§3 平均思想方法⏹物理学中,有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累,若某个物理量是变化的,则在求解积累量时,可把变化的这个物理量在整个积累过程看作是恒定的一个值---------平均值,从而通过求积的方法来求积累量。

这种方法叫平均思想方法。

⏹物理学中典型的平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等。

对于线性变化情况,平均值=(初值+终值)/2。

由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.§4 等效转换(化)法⏹等效法,就是在保证效果相同的前提下,将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法。

其基本特征为等效替代。

⏹物理学中等效法的应用较多。

合力与分力;合运动与分运动;总电阻与分电阻;交流电的有效值等。

除这些等效等效概念之外,还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等。

卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》为例:其基本的思维方法便是等效转换。

卡文迪许扭秤发生扭转后,引力对t 形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换,间接地达到了无法达到的目的。

本实验中转换法还应用于石英丝扭转角度的测量上,这个角度不是直接测出的,而是利用平面镜反射光在刻度尺上移动的距离间接测出的;又如测力计是把力的大小转化为弹簧的伸长量;打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动;电流表是利用电流在磁场中受力,把电流转换成指针的偏转角。

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§1比值法高中物理中有很多的物理量用比值法进行定义的,例如:速度、加速度、电阻、电容、电场强度等。

这些物理量有一个共同的特点:物理量本身与定义的两物理量无正反比关系。

以速度为例,高中物理中定义为:匀速直线运动的物体,所通过的位移与所用时间的比值。

这里位移与时间的比值,仅反应速度的大小。

速度本身是不变的,与位移大小和时间长短无关。

再类如电场强度的定义,电荷在电场中某点受到的电场力F与它的电量q的比值,叫做这一点的电场强度。

电场强度同样与电场力和电荷电量q无关。

在复习中,将这些物理量找出,并整理,有助于对概念的掌握和理解。

§2 构建物理模型法物理学很大程度上,可以说是一门模型课.无论是所研究的实际物体,还是物理过程或是物理情境,大都是理想化模型. 如:实体模型有:质点、点电荷、点光源、轻绳轻杆、弹簧振子、……物理过程有:匀速运动、匀变速、简谐运动、共振、弹性碰撞、圆周运动……物理情境有:人船模型、子弹打木块、平抛、临界问题……求解物理问题,很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来,即所谓的建模。

尤其是对新情境问题,这一点就显得更突出。

再如,电流的微观解释中,建立的柱体模型,如图柱体的截面积是s,长是l,单位体积中n个电荷,每个电荷电量为q,则根据电流的定义,就可以得到电流I =nslq/t=nsqv。

利用这个模型就很容易处理风力发电问题。

§3控制变量法自然界中时刻都在发生着各种现象,而且每种现象都是错综复杂的。

决定一个现象的产生和变化的因素太多,为了弄清现象变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后再来比较、研究剩下两个变量之间的关系,这种研究问题的方法就是控制变量法。

很多物理实验都用到了这种方法,如:探究力、加速度和质量三者关系的实验中分别控制力不变,探究加速度与质量的关系和控制质量不变探究加速度与力的关系。

再如,玻意耳定律的研究,是控制气体质量和温度不变,研究体积与压强的关系。

其他两个气体实验定律也都是用这种控制变量法来研究。

这种方法的掌握和理解,便于对其它实验的探究与分析。

§4等效替代(转换)法等效法,就是在保证效果相同的前提下,将一个复杂的物理问题转换成较简单问题的思维方法。

其基本特征为等效替代。

物理学中等效法的应用较多。

合力与分力;合运动与分运动;总电阻与分电阻;交流电的有效值等。

除了这些等效等效概念之外,还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等。

在物理学中,我们研究一些物理现象的作用效果时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。

这种研究问题的方法给问题的阐释或解答带来极大方便,我们称这种研究问题的方法为等效替代法.如用几个力来代替一个力或用一个力替代几个分力,用总电阻替代串联、并联的部分电阻。

有时候为了问题的简化,用几个物理现象代替一个物理现象,而使问题简化。

例如:平抛运动的研究就是将一个平抛运动看作一个匀速直线运动和一个自由落体运动的合运动。

对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的特性、现象或产生的效应等去认识事物,在物理学上称作转换法。

它是帮助我们认识抽象物理现象和认识物理规律的一种常用的科学方法.有些物理问题,由于物理过程的复杂的难以直接分析,这时候我们就要转换思维,它是帮助我们认识抽象物理现象的一种常用的科学方法.如:我们在认识和研究“分子在永不停息地做无规则运动”理论时,由于分子是微观的,不能直接用肉眼看到,因此,我们可以通过能直接观察或感觉到的扩散现象去认识和理解它;电流看不见、摸不着,我们可以通过电流的各种效应来判断它在存在;同理,在研究物体是否带电,我们也不能直接看到物体是否带电,但我们可以通过观察验电器上锡箔片的开合来判断物体是否带电;如将看不见、摸不着的温度转换成液柱的升降制成了温度计。

§5类比法类比法是指由一类事物所具有的特点,可以推出与其类似事物也具有这种特点的思考和处理问题的方法.认识和研究物理现象、概念和规律时,将它与生活中常见的,熟悉的且有共同特点的现象和规律进行灵活、合理的类比,从而有助于学生的理解。

如在认识电场时,电势能与重力势能类比,电势与高度类比,电势与高度差类比,利用对重力势能、高度、高度差的理解,而使学生理解和掌握电势能、电势和电势差的概念。

学习磁场时,再把磁场与电场进行类比,便于学生更好的掌握磁场。

§6猜想与假设法猜想与假设法,是在研究对象的物理过程不明了或物理状态不清楚的情况下,根据猜想,假设出一种过程或一种状态,再据题设所给条件通过分析计算结果与实际情况比较作出判断的一种方法,或是人为地改变原题所给条件,产生出与原题相悖的结论,从而使原题得以更清晰方便地求解的一种方法。

§7 整体法和隔离法整体法是在确定研究对象或研究过程时,把多个物体看作为一个整体或多个过程看作整个过程的方法;隔离法是把单个物体作为研究对象或只研究一个孤立过程的方法. 整体法与隔离法,二者认识问题的触角截然不同.整体法,是大的方面或者是从整的方面来认识问题,宏观上来揭示事物的本质和规律.而隔离法则是从小的方面来认识问题,然后再通过各个问题的关系来联系,从而揭示出事物的本质和规律。

因而在解题方面,整体法不需事无巨细地去分析研究,显的简捷巧妙,但在初涉者来说在理解上有一定难度;隔离法逐个过程、逐个物体来研究,虽在求解上繁点,但对初涉者来说,在理解上较容易。

熟知隔离法者应提升到整体法上。

最佳状态是能对二者应用自如。

§8临界问题分析法临界问题,是指一种物理过程转变为另一种物理过程,或一种物理状态转变为另一种物理状态时,处于两种过程或两种状态的分界处的问题,叫临界问题。

处于临界状的物理量的值叫临界值。

物理量处于临界值时:①物理现象的变化面临突变性。

②对于连续变化问题,物理量的变化出现拐点,呈现出两性,即能同时反映出两种过程和两种现象的特点。

解决临界问题,关键是找出临界条件。

一般有两种基本方法:①以定理、定律为依据,首先求出所研究问题的一般规律和一般解,然后分析、讨论其特殊规律和特殊解②直接分析、讨论临界状态和相应的临界值,求解出研究问题的规律和解。

§9对称法物理问题中有一些物理过程或是物理图形是具有对称性的。

利用物理问题的这一特点求解,可使问题简单化。

要认识到一个物理过程,一旦对称,则相当一部分物理量(如时间、速度、位移、加速度等)是对称的。

如:竖直上抛和自由落体的对称性,简谐振动的对称性等。

§10寻找守恒量法守恒,说穿意思是研究数量时总量不变的一种现象。

物理学中的守恒,是指在物理变化过程或物质的转化迁移过程中一些物理量的总量不变的现象或事实。

守恒,已是物理学中最基本的规律(有动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒),也是一种解决物理问题的基本思想方法。

并且应用起来简练、快捷。

从运算角度来说,守恒是加减法运算,总和不变。

从物理角度来讲,那就与所述量表征的意义有关,重在理解了。

理解所述量及所述量守恒事实的内在实质和外在表现。

如动量,描述的是物体的运动量,大小为mV,方向为速度的方向。

动量守恒,就是物体作用前总的运动量是动的时,且方向是向某一方向的,那作用后,总的运动量还是动的,方向还是向着这一方向。

§11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.§12.图形/图象图解法图形/图像图解法就是将物理现象或过程用图形/图像表征出后,再据图形表征的特点或图像斜率、截距、面积所表述的物理意义来求解的方法。

尤其是图像法对于一些定性问题的求解独到好处。

§13极限思维方法极限思维方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维办法。

§14平均思想方法物理学中,有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累,若某个物理量是变化的,则在求解积累量时,可把变化的这个物理量在整个积累过程看作是恒定的一个值---------平均值,从而通过求积的方法来求积累量。

这种方法叫平均思想方法。

物理学中典型的平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均电流等。

对于线性变化情况,平均值=(初值+终值)/2。

由于平均值只与初值和终值有关,不涉及中间过程,所以在求解问题时有很大的妙用.§15程序法所谓程序法,是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时间的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题.利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移.§16极值法常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题.物理极值问题的两种典型解法.(1)解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去寻找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法.(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法.此类极值问题可用多种方法求解:①算术—几何平均数法,即:a.如果两变数之和为一定值,则当这两个数相等时,它们的乘积取极大值.b.如果两变数的积为一定值,则当这两个数相等时,它们的和取极小值.②利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:。

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