高三专题复习教案 8 物理问题的解题技巧
高三物理专题复习教案[全套]·物理
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第一讲 平衡问题一、特别提示[解平衡问题几种常见方法]1、力的合成、分解法:对于三力平衡,一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系,借助三角函数、相似三角形等手段求解;或将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到这两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。
2、力汇交原理:如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡,这三个力的作用线必在同一平面上,而且必有共点力。
3、正交分解法:将各力分解到x 轴上和y 轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件)00(∑∑==y x F F 多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。
值得注意的是,对x 、y 方向选择时,尽可能使落在x 、y 轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。
4、矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零,利用三角形法求得未知力。
5、对称法:利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。
在静力学中所研究对象有些具有对称性,模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。
解题中注意到这一点,会使解题过程简化。
6、正弦定理法:三力平衡时,三个力可构成一封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可用正弦定理列式求解。
7、相似三角形法:利用力的三角形和线段三角形相似。
二、典型例题1、力学中的平衡:运动状态未发生改变,即0=a 。
表现:静止或匀速直线运动(1)在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡例1 质量为m 的物体置于动摩擦因数为μ的水平面上,现对它施加一个拉力,使它做匀速直线运动,问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小?解析 取物体为研究对象,物体受到重力mg ,地面的支持力N ,摩擦力f 及拉力T 四个力作用,如图1-1所示。
由于物体在水平面上滑动,则N f μ=,将f 和N 合成,得到合力F ,由图知F 与f 的夹角:μ==αarcctg Nf arcctg 不管拉力T 方向如何变化,F 与水平方向的夹角α不变,即F 为一个方向不发生改变的变力。
高三物理的解题技巧

高三物理的解题技巧拿到理综考试卷后,不要急着答题,首先要看清试题说明的要求,如检查一下理综考试卷是否完整、卷面是否清晰、有无缺损,如有应立即报告监考老师。
那么接下来给大家分享一些关于高三物理的解题技巧,希望对大家有所帮助。
高三物理的解题技巧做选择题的常用方法:①筛选(排除)法:根据题目中的信息和自身掌握的知识,从易到难,逐步排除不合理选项,最后逼近正确答案。
②特值(特例)法:让某些物理量取特殊值,通过简单的分析、计算进行判断。
它仅适用于以特殊值代入各选项后能将其余错误选项均排除的选择题。
③极限分析法:将某些物理量取极限,从而得出结论的方法。
④直接推断法:运用所学的物理概念和规律,抓住各因素之间的联系,进行分析、推理、判断,甚至要用到数学工具进行计算,得出结果,确定选项。
⑤观察、凭感觉选择:面对选择题,当你感到确实无从下手时,可以通过观察选项的异同、长短、语言的肯定程度、表达式的差别、相应或相近的物理规律和物理体验等,大胆的做出猜测,当顺利的完成试卷后,可回头再分析该题,也许此时又有思路了。
⑥熟练使用整体法与隔离法:分析多个对象时,一般要采取先整体后局部的方法。
物理实验题的做题技巧(1)实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。
作为填空题,数值、单位、方向或正负号都应填全面;作为作图题:①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。
②对电学实物图,则电表量程、正负极性,电流表内、外接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全。
③对光路图不能漏箭头,要正确使用虚、实线,各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改),最后用黑色签字笔涂黑。
(2)常规实验题:主要考查课本实验,几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析,解答常规实验题时,这种题目考得比较细,要在细、实、全上下足功夫。
专题物理情景解析法-高中物理八大解题方法含解析

高中物理解题方法之物理情景解析法解一些比较复杂的物理题目,常用物理情景分析法.所谓物理情景,包括物理状态和物理过程. 所谓物理状态,力学中是指位移、速度、加速度、动能、势能、动量等;所谓物理过程,是指匀速运动、匀加速运动、动量守恒、机械能守恒、匀速圆周运动、平抛运动等等。
状态的变化即为过程,只有分析清楚这些状态和过程,才能正确地列出公式求解,否则乱代公式或乱套公式,必然事倍功半。
分析物理情景的方法是示意图法.用示意图表示物体的物理状态或物理过程,具有直观、形象的优点,可以把抽象思维转化为形象思维,使复杂的题目化难为易.下面说明怎样用物理情景分析法解力学综合题,主要是有关动量与机械能的题目.例1.2005年高考理科综合测试(全国一卷)第24题.如图1所示,质量m A 为4.0kg 的木板A 放在水平面C 上,木板与水平面间的动摩擦因数 为0.24,木板右端放着质量m B 为1.0kg 的小物块B (视为质点),它们均处于静止状态。
木板突然受到水平向右的12N ·s 的瞬时冲量I 作用开始运动,当小物块滑离木板时,木版的动能E KA 为8.0J,小物块动能E KB 为0.50J,重力加速度取10m/s 2,求:(1) 瞬时冲量作用结束时木版的速度v 0; (2) 木版的长度L 。
BACL图1BA ACLs Bs A图2分析:如图2所示,虚线所示为初状态,即瞬时冲量作用结束时的状态,此时,v A =V 0,v B =0,由于C 对A 、B 对A 的摩擦力作用,A 向右做匀减速运动, 由于A 对B 的摩擦力作用,B 向右做匀加速运动,实线所示为末状态,B 运动到A 的左端,此时,A 、B 动能分别为E KA =8.0J,E KB =0.50J .设A 、B 相对于C 的位移大小分别为s A 和s B ,根据图2,容易得到:L=s A -s B ,这个式子很关键,是解本题的难点,通过做物理情景图而突破了难点.解:(1)设水平向右为正方向,有I=m A v 0 ① 代入数据得v 0=3.0m/s ②(2)设A 对B 、B 对A 、C 对A 的滑动摩擦力的大小分别为F AB 、F BA 、F CA ,B 在A 上滑行的时间为t,B 离开A 时A 和B 的速度分别为v A 和v B , 据动能的定义,有221A KA mv E ==8.0J,得s m v A /2=; 221B KB mv E ==0.5J,得s m v B /1= 据动量定理,有-(F BA +F CA )t=m A v A -m A v 0 ③F AB t=m B v B ④其中F CA =μ(m A +m B )g=12N ⑤ 解得F AB =F BA =4N,t=1s,设A 、B 相对于C 的位移大小分别为s A 和s B ,据动能定理,有-(F BA +F CA )s A =21m A v A 2-21m A v 02 ⑥ F AB s B =E KB ⑦ 解得:m s A 85=, m s B 81=木版A 的长度L=s A -s B =0.50m ⑧因为A 、B 受恒力,做匀变速直线运动,所以也可以用牛顿定律和运动学公式解.将③④⑥⑦式换作以下几式,A BA CA A m F F a +=,BAB B m Fa =, t a v v A A -=0,t a v B B =,2021t a t v s A A -=,221t a v B B =其余各式不变,便可解出,同学们不仿一试. 例2. 2005年高考物理科试卷(江苏卷)第18题.如图所示,三个质量均为m 的弹性小球用两根长均为L 的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上.现给中间的小球B 一个初速度v 0,方向与绳垂直.小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长.求: (1) 当小球A 、C 第一次相碰时,小球B 的速度。
高三物理的复习技巧

高三物理的复习技巧高三物理的复习技巧1.模型归类做过一定量的物理题目之后,会发现很多题目其实思考方法是一样的,我们需要按物理模型进行分类,用一套方法解一类题目。
例如宏观的行星运动和微观的电荷在磁场中的偏转都属于匀速圆周运动,关键都是找出什么力提供了向心力;此外还有杠杆类的题目,要想象出力矩平衡的特殊情况,还有关于汽车启动问题的考虑方法其实同样适用于起重机吊重物等等。
物理不需要做很多题目,能够判断出物理模型,将方法对号入座,就已经成功了一半。
2.解题规范高考越来越重视解题规范,体现在物理学科中就是文字说明。
解一道题不是列出公式,得出答案就可以的,必须标明步骤,说明用的是什么定理,为什么能用这个定理,有时还需要说明物体在特殊时刻的特殊状态。
这样既让老师一目了然,又有利于理清自己的思路,还方便检查,最重要的是能帮助我们在分步骤评分的评分标准中少丢几分。
3.大胆猜想物理题目常常是假想出的理想情况,几乎都可以用我们学过的知识来解释,所以当看到一道题目的背景很陌生时,就像今年高考物理的压轴题,不要慌了手脚。
在最后的20分钟左右的时间里要保持沉着冷静,根据给出的物理量和物理关系,把有关的公式都列出来,大胆地猜想磁场的势能与重力场的势能是怎样复合的,取最值的情况是怎样的,充分利用图像提供的变化规律和数据,在没有完全理解题目的情况下多得几分是完全有可能的。
4.知识分层通常进入高三后,老师一定会帮我们梳理知识结构,物理的知识不单纯是按板块分的,更重要是按层次分的。
比如,力学知识从基础到最高级可以这样分:物体的受力分析和运动公式,牛顿三大定律(尤其是牛顿第二定律),动能定理和动量定理,机械能守恒定律和动量守恒定律,能量守恒定律。
越高级的知识越具有一般性,通常高考中关于力学、电学、能量转化的综合性问题,需要用到各个层次的知识。
这也提醒我们,当遇到一道大题做不出或过程繁杂时,不妨换个层次考虑问题。
5.观察生活物理研究物体的运动规律,很多最基本的认识可以通过自己平时对生活的细致观察逐渐积累起来,而这些生活中的常识、现象会经常在题目中出现,丰富的生活经验会在你不经意间发挥作用。
高三物理习题解答技巧

高三物理习题解答技巧一、概述物理作为一门理论与实践相结合的学科,对于学生来说,解答物理习题是提高自己的理论知识与应用能力的关键环节。
然而,由于物理习题的特殊性,很多学生在解答过程中遇到了困难。
本文将针对高三物理习题解答技巧进行讲解,以帮助学生提高解题效率与准确度。
二、理解题意首先,在解答任何一道物理习题之前,首要的任务就是全面、准确地理解题意。
这包括明确问题所涉及的物理知识点、给定的条件以及待求解的答案。
特别是对于一些复杂的题目,有时候需要多读几遍题目,以确保自己对题目要求的理解准确无误。
三、梳理思路解答物理习题,需要清晰的思路和逻辑。
在理解了题意之后,应该尝试将问题分解为更小的部分,确定解题的主线和步骤。
这有助于减少解题过程中的混乱与迷茫,并提高解题的效率。
在解题思路方面,可以考虑以下几点:1. 确定所需用到的物理知识:检查题目中涉及的物理概念、公式和定律,将其与自己已有的知识进行联系和对比。
2. 给定条件与待求解量的关联:确定题目给出的已知条件与待求解的量之间的关系,思考如何通过物理知识和公式进行连接。
3. 采取合适的解题方法:针对不同类型的习题,可以采取具体的解题方法,如代入法、图解法、逻辑推理法等。
根据题目要求和实际情况选择最合适的方法。
四、注意细节在解答高三物理习题时,细节是不可忽视的。
尤其是在进行计算和推导的过程中,每一步都需要仔细审题,注意计算的方法和单位的转化。
此外,还需要注意以下几点:1.精确使用物理量的名称:在解答过程中,应准确使用物理量的名称,避免产生歧义和错误的计算结果。
例如,质量与体积应分别使用kg和m³进行表示,而不是使用其他单位。
2.合理估算与近似处理:在一些复杂的题目中,如果数据过于复杂难以计算或者计算结果过于精确,可以适当地进行估算或者近似处理。
这有助于简化解决方案,并提高解题的效率。
3.检查答案的合理性:在解答习题之后,应该对答案进行反思和检查。
特别是在计算类习题中,可以采用不同的方法或者回代的方式来检查答案是否合理,以免出现计算错误。
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.。
人教版高三物理掌握解题技巧的关键
人教版高三物理掌握解题技巧的关键高三物理是学生们所面临的一门重要科目,也是升学考试中的一项关键科目。
在学习物理过程中,掌握解题技巧十分重要,可以帮助学生更高效地解答题目,提升成绩。
本文将介绍人教版高三物理解题的关键技巧,希望对同学们的学习有所帮助。
一、理解题目要求在解题过程中,首先要仔细阅读题目,理解题目所要求的具体内容。
常见的题目类型包括选择题、计算题、应用题等。
针对不同的题型,需要采取相应的解题方法。
例如,在选择题中,可以通过排除法缩小答案范围;在计算题中,可以通过列式与计算来求解;在应用题中,需要综合运用所学的知识来解答。
只有正确理解题目要求,才能采取正确的解题策略。
二、建立物理模型建立物理模型是解题的关键步骤之一。
在面对复杂问题时,可以通过建立合理的物理模型来简化问题,从而更容易找到解题思路。
建立物理模型需要根据所学知识,分析问题的关键因素,确定物理量和数学关系,并进行合理的假设。
通过建立物理模型,可以将复杂的物理问题转化为简单的数学问题,从而更便于进行解析与计算。
三、善于运用物理公式物理学是以数学为工具的一门科学,物理公式是解题的基础。
在学习物理过程中,掌握并熟练运用各种物理公式是非常重要的。
不同的问题需要采用不同的物理公式,因此需要学生们熟悉不同知识点对应的公式,并能够准确地应用于题目中。
在解题过程中,遇到不熟悉的物理公式时,可以通过查找课本或参考资料来进行学习与掌握。
四、注意数据分析在解答物理题目时,往往涉及到大量的数据。
学生们需要注意对数据进行分析,找出其中的规律或关联。
通过对数据的分析,可以更深入地理解问题,找到解题的思路。
同时,还需要注意单位的转化,并进行合理的估算。
数据分析不仅有助于解答题目,还能锻炼学生们的思维能力与逻辑推理能力。
五、多思考与练习除了掌握解题技巧外,多思考与练习也是提高物理成绩的关键。
在学习物理过程中,应注重理论与实践的结合,多进行思考与实验。
通过思考解决问题,培养学生们的创新能力与解决问题的能力。
高三物理的解题方法有哪些
高三物理的解题方法有哪些(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理12种解题方法与技巧与操作
高中物理12种解题方法与技巧1直线运动问题题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中,则重在考查基本概念,且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题,难度为中等,常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.思维模板:解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来,通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息,对运动过程进行分析,从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析,再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程,从而分析求解,前后过程的联系主要是速度关系,两个物体间的联系主要是位移关系.2物体的动态平衡问题题型概述:物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态,但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题,但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.思维模板:常用的思维方法有两种(1)解析法:解决此类问题可以根据平衡条件列出方程,由所列方程分析受力变化;(2)图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图,根据图像分析力的变化.3运动的合成与分解问题题型概述:运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题,二是小船过河的问题,两类问题的关键都在于速度的合成与分解.思维模板:(1)在绳(杆)末端速度分解问题中,要注意物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连,则两个物体沿绳(杆)方向速度相等。
(2)小船过河时,同时参与两个运动,一是小船相对于水的运动,二是小船随着水一起运动,分析时可以用平行四边形定则,也可以用正交分解法,有些问题可以用解析法分析,有些问题则需要用图解法分析。
4抛体运动问题题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动,不管是平抛运动还是斜抛运动,研究方法都是采用正交分解法,一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.思维模板:(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,其位移满足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动,在水平方向做匀速直线运动,在两个方向上分别列相应的运动方程求解5圆周运动问题题型概述:圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动,按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动,竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题,而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.思维模板:(1)对圆周运动,应先分析物体是否做匀速圆周运动,若是,则物体所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动,则应将物体所受的力进行正交分解,物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型:①绳模型:只能对物体提供指向圆心的弹力,能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型:可以提供指向圆心或背离圆心的力,能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型:只能提供背离圆心方向的力,物体在最高点时,若v<(gR)1/2,沿轨道做圆周运动,若v≥(gR)1/2,离开轨道做抛体运动.6牛顿运动定律的综合应用问题题型概述:牛顿运动定律是高考重点考查的内容,每年在高考中都会出现,牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来,与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等,一般为多过程问题,也可以考查临界问题、周期性问题等内容,综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目,近几年来考查频率极高.思维模板:以牛顿第二定律为桥梁,将力和运动联系起来,可以根据力来分析运动情况,也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况,直到求出结果或找出规律.对天体运动类问题,应紧抓两个公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。
高三物理学习中的技巧与答题方法
高三物理学习中的技巧与答题方法在高三物理学习中,掌握一些有效的学习技巧和答题方法,对于提高学习质量和成绩至关重要。
本文将介绍一些实用的高三物理学习技巧与答题方法,帮助同学们在考试中取得优异成绩。
一、合理规划学习时间高三学生的时间非常有限,因此合理规划学习时间尤为重要。
物理学习需要时间的积累和反复的实践,所以要充分利用碎片时间进行学习。
比如在上下学的路上,可以用手机学习物理知识,或者反复复习一些重要的公式和计算方法。
此外,可以制定一个学习计划表,每天按照计划进行学习和复习,确保每一个知识点都进行了充分的掌握。
二、注重基础知识的理解和掌握物理学习的基础是对基础知识的理解和掌握。
高三学生应该注重理解各个物理概念的内涵和逻辑关系,不仅仅停留在死记硬背的层面。
要善于从生活和实践中找到物理现象的例子,通过实例来加深对物理概念的理解。
此外,要善于提问和思考,主动去寻找问题的答案,通过思考和探究来巩固和深化对知识的理解。
三、灵活运用解题方法在物理学习中,灵活运用解题方法是提高解题能力和效率的关键。
对于不同类型的题目,要掌握相应的解题思路和方法。
例如,在力学题中,要善于利用受力分析和平衡条件来解决问题;在电磁学题中,要善于利用电磁感应和电路的基本原理进行推理和计算。
此外,要注重积累并熟练掌握一些常用的物理计算公式,以便在解题过程中快速使用。
四、多做习题和模拟试题在高三物理学习中,多做习题和模拟试题对于检验学习效果和提高解题能力非常有帮助。
可以根据不同章节和知识点的重要程度,有选择地做一些典型的习题和模拟试题,培养解题的思维和技巧。
同时,在做题过程中要注重总结和归纳解题的方法和步骤,提高解题效率和准确性。
五、定期复习和总结在学习物理的过程中,定期复习和总结是巩固知识和强化记忆的重要方法。
要合理安排复习时间,定期回顾和巩固已学过的知识,及时发现和解决掌握不牢固的问题。
此外,要做好学习笔记的整理和归纳工作,将学过的知识点和解题方法进行分类整理,方便日后的温故知新和查阅。
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1 [高三物理热点专题] 考点8 物理问题的解题技巧
命题趋势 高考越来越注重考能力,从一定意义上说方法是能力的基础.但高考不会纯粹考方法.方法的考查一般会采取隐性的形式,渗透在具体的物理问题中.
同时,能力不仅仅体现在能否把一道题解出来,更体现在是否解得巧妙、是否快捷上.2000年理综试卷中,有一道三个电阻星形连接的实验题;测三次电阻,列三个方程的一般思路,很多同学都能想到,难度并不大,但方程解起来极其繁琐.而命题者的意图是考查考生能否想出另一种简捷的解法,考的是方法.这里,方法的考查涉及的不光是这一道题的得分,还涉及到是否能给别的题留出充裕的时间,提高整卷的分值.
知识概要 中学物理教学大纲明确指出:“要重视概念和规律的应用,使学生学会运用物理知识解释现象,分析和解决实际问题”,这就是说,不仅要运用物理知识解决实际问题,而且要有意识的领悟物理解题的思维方法.
中学物理所涉及的科学思维方法,以及由此而产生的解题技巧和方法很多,本专题仅对其中几种作一介绍:
一、整体法和隔离法 在解答物理问题时,往往会遇到有相互作用的两个物体或两个以上的物体所组成的比较复杂的系统.分析和解答这类问题,确定研究对象是关键.对系统内的物体逐个隔离进行分析的方法称为隔离法;把整个系统作为一个对象进行分析的方法称为整体法.
隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态的变化的原因以及物体间相互作用关系分析清楚,能把物体在系统内与其他物体相互作用的内力转化为物体所受的外力,以便应用牛顿第二定律进行求解.缺点是涉及的因素多比较繁杂.
整体法的优点是只须分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用,更简洁、更本质的展现出物理量间的关系.缺点是无法讨论系统内部的情况.
一般地说,对于不要求讨论系统内部情况的,首选整体法,解题过程简明、快捷;要讨论系统内部情况的,必须运用隔离法.实际应用中,隔离法和整体法往往同时交替使用.
二、等效法 等效法就是在保证某一方面效果相同的前提下,用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法.合力与分力、运动的合成与分解、电阻的串联与并联、交流电的有效值等都是等效法在物理学中的实际应用.
等效法在物理解题中也有广泛的应用,主要有:物理模型的等效替代;物理过程的等效替代;作用效果的等效替代. 2
在应用等效法解题时,应知道两个事物的等效不是全方位的,只是局部的,特定的、某一方面的等效.因此在具体的问题中必须明确哪一方面等效,这样才能把握住等效的条件和范围.
三、对称法 自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.对称性就是事物在变化时存在的某种不变性.物理中对称现象比比皆是,对称的结构、对称的作用、对称的电路、对称的物和像等等.一般情况下对称表现为研究对象在结构上的对称性、物理过程在时间上和空间上的对称性、物理量在分布上的对称性及作用效果的对称性等.
利用对称性解题时有时能一眼看出答案,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.用对称性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.
点拨解疑 【例题1】 如图1所示,甲、乙两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为q和-q,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧.
(1)平衡时可能位置是图1中的( ) (2)1、2两根绝缘细线的拉力大小分别为( )
A.mgF21,222)()(EqmgF B.mgF21,222)()(EqmgF C.mgF21,222)()(EqmgF D.mgF21,222)()(EqmgF 【点拨解疑】(1)若完全用隔离法分析,那么很难通过对甲球的分析来确定上边细绳的位置,好像A、B、C都是可能的,只有D不可能.用整体法分析,把两个小球看作一个整体,此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg,水平向左的电场力qE(甲受到的)、水平向右的电场力qE(乙受到的)和上边细绳的拉力;两电场力相互抵消,则绳1的拉力一定与重力(2mg)等大反向,即绳1一定竖直,显然只有A、D可能对.
再用隔离法,分析乙球受力的情况.乙球受到向下的重力mg,水平向右的电场力qE,绳2的拉力F2,甲对乙的吸引力F引.要使得乙球平衡,绳2必须倾斜,如图2所示.故应选A. 3
(2)由上面用整体法的分析,绳1对甲的拉力F1=2mg.由乙球的受力图可知 222)()(引qEmgFF
因此有222)()(qEmgF应选D 点评:若研究对象由多个物体组成,首先考虑运用整体法,这样受力情况比较简单,在本题中,马上可以判断绳子1是竖直的;但整体法并不能求出系统内物体间的相互作用力,故此时需要使用隔离法,所以整体法和隔离法常常交替使用.
【例题2】(1994年高考全国卷)如图3所示,质量M=10kg的木楔ABC静止于粗糙的水平面上,动摩擦因数μ=0.02.在楔的倾角为θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的木块从静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中楔没有动,求地面对楔的摩擦力的大小和方向(重力加速度取10m/s2).
【点拨解疑】 若采用隔离法,分析楔M时,受的力特别多,求解繁琐.该题中,虽然m与M的加速度不同,但仍可用整体法,只是牛顿第二定律应写成
2211amamF外
由asvvo222
得木块m沿斜面向下运动的加速度为 smsva/7.04.124.1222 将物块m和木楔M看作一个整体,他们在竖直方向受到重力和地面的支持力;在水平方向如果受力只能是摩擦力,暂设其存在,大小位Ff ,楔的加速度为零,只有物块加速度a,如图4所示,沿水平方向和竖直方向分解物块加速度a.对整体在水平方向上运用牛顿第二定律,得 4
cosmamaFxf
解得 Ff = 0.4N 因为Ff应与ax同向 所以木楔受到的摩擦力水平向左. 点评:若一个系统内各个物体的加速度不相同,又不需要求系统内物体间的相互作用力时,利用牛顿第二定律应用整体法解题方便很多.本题也可以用隔离法求解,请同学们试一试.
【例题3】如图5所示,轻弹簧的一端固定在地面上,另一端与木块B相连,木块A放在木块B上,两木块质量均为m,在木块A上施有竖直向下的力F,整个装置处于静止状态.
(1)突然将力F撤去,若运动中A、B不分离,则A、B共同运动到最高点时,B对A的弹力有多大?
(2)要使A、B不分离,力F应满足什么条件?
【点拨解疑】 力F撤去后,系统作简谐运动,该运动具有明显的对称性,该题利用最高点与最低点的对称性来求解,会简单的多.
(1)最高点与最低点有相同大小的回复力,只有方向相反,这里回复力是合外力.在最低点,即原来平衡的系统在撤去力F的瞬间,受到的合外力应为F/2,方向竖直向上;当到达最高点时,A受到的合外力也为F/2,但方向向下,考虑到重力的存在,所以B对
A的弹力为2Fmg.
(2)力F越大越容易分离,讨论临界情况,也利用最高点与最低点回复力的对称性.最高点时,A、B间虽接触但无弹力,A只受重力,故此时恢复力向下,大小位mg.那么,在最低点时,即刚撤去力F时,A受的回复力也应等于mg,但根据前一小题的分析,此时回复力为F/2,这就是说F/2=mg.则F=2mg.因此,使A、B不分离的条件是F≤2mg.
【例题4】 图6为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图,采用的是电流表外接法.若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA,试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差. 5
【点拨解疑】按实验原理的要求,电流表和电压表的读数应分别是总电流和路端电压.从电路结构看,电流表读数确是总电流,但由于电流表有电阻,所以电压表的读数不是路端电压,这样就造成系统误差.
运用等效法把电源和电流表作为一个整体看成一个新的等效电源,如图7中虚线框所示,此时电压表确实接在这个新电源的两端,读数确是路端电压,而此时电流表的读数仍表示总电流.因此根据电压表和电流表的读数测得的E和r是这个新电源的电动势和内电阻的真实值.
新电源实际上是由电池和电阻RA串联而成,设电池的电动势和内电阻分别是E0和r0,应有如下对应关系
E= E0 r= r0+RA
相对误差分别为 0E AArRrRrrr00 针对训练 1.如图8所示,一块均匀的半圆形薄电阻合金片,现将它按图甲方式接在电极A、B之间,求其电阻值.(电极电阻忽略不计)
2.三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平地面上,另有三个质量相同的小物体从斜面顶端沿斜面滑下,由于小物体与斜面间的摩擦力不同,第一个物体匀加速下滑,第二个物体匀速下滑,第三个物体以初速度v0匀减速下滑,如图9所示,三个斜面均保持不动,则下滑过程中斜面对地面压力 6
A.321FFF B.321FFF C.321FFF D.321FFF 3.如图10所示电路由8个不同的电阻组成,已知R1=12Ω,其余电阻阻值未知,测得A、B间的总电阻为4Ω,今将R1换成6Ω的电阻,则A、B间的总电阻变为
4.用细塑料棒弯成半径为R的圆弧,如图11所示,A、B间的空隙为l,R>>l.将电量为Q的正电荷均匀分布于环上,求圆心O处的电场强度.
5.如图12所示,在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方,有三个大小相同的正方形线框,线框平面与磁场方向垂直.三个线框是用相同的金属材料制成的,A线框有一个缺口,B、C线框都闭合,但B线框导线的横截面积比C线框大.现将三个线框从同一高度由静止开始同时释放,下列关于它们落地时间的说法正确的是
A.三个线框同时落地 B.三个线框中,A线框最早落地 C.B线框在C线框之后落地 D.B线框和C线框在A线框之后同时落地
6.如图13所示,在h高度处,距离竖直壁为d的O点,有一小球以初速度v0沿水平方向抛出,它与墙壁发生弹性碰撞后落到水平地面上,求小球落地点到墙壁的距离.
7.两块质量分别为m1和m2的木块,用一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起,现在m1上施加压力F,如图14所示.为了使撤去F后m1跳起时能带起m2,则所加压力F应多大?