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高一物理解题方法技巧


高中物理解题方法和应试技巧
一、解答物理问题的常用方法 方法一 隔离法和整体法

1.所谓隔离法,就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法.隔离法的两种类型: (1)对象隔离:即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间的关系,将某物体从系统中隔离出来. (2)过程隔离:物体往往参与几个运动过程,为求解涉及某个过

程中的物理量,就必须将这个过程从全过程中隔离出来. 2.所谓整体法,是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法,也包括两种情况: (1)整体研究物体体系:当所求的物理量不涉及系统中某个物体的力和运动时常用. (2)整体研究运动全过程:当所求的物理量只涉及运动的全过程时常用.

例:如下图所示,两个完全相同的球,重力大小均为 G,两球与水平地面间的动摩擦因数均为 μ

,一根轻绳两端固定在

两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两绳间的夹角为 α .问当 F 至少为多大时,两球会发生滑动? 【解析】 设绳子的拉力为 FT,水平面对球的支持力为 FN,选其中某一个球为研究对象,发生滑动的临界条件是

FTsin =μ FN

α 2



α 1 又 FTcos = F 2 2

② ③ 2μ G 联立①②③式得 F= . α tan +μ 2

再取整体为研究对象,由平衡条件得 F+2FN=2G

方法二

等效法

等效法是物理学中一个基本的思维方法,其实质是在效果相同的条件下,将复杂的情景或过程变换为简单的情景或过程. 1.力的等效:合力与分力具有等效性,将物体所受的多个恒力等效为一个力,就把复杂的物理模型转化为相对简单的物理模型,大大降低解题难度. 2.运动的等效 :由于合运动和分运动具有等效性,所以平抛运动可看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。 “小船过河”中小船 的运动可以看作是沿水流的方向的匀速直线运动和垂直于河岸方向的匀速直线运动的合运动。 在计算大小不变方向变化的阻力做功时, 如空气阻力做功的时候, 可以应用公式W=fS,只是式中的S是路程而不是位移,不管物体的运动方向如何变,均可等效为恒力f作用下的单向直线运动。

3.物理过程的等效:若一个研究对象从同一初始状态出发,分别经过两个不同过程而最后得到的结束状态相同,这两个过程是等效的. 4.模型的等效 :等效就是相互替代的效果相同。利用等效法,不仅可以使非理想模型变为理想模型,使复杂问题变成简单问题,而且可以使感性认识上升到理 性认识,使一般理性认识升华到更深层次。 在解题过程中,我们应用最多的、最典型的物理模型并不是很多,如碰撞模型、人船模型、子弹射木块模型、卫星 模型、弹簧振子模型等等。 5.实验原理的等效 :在高中物理力学实验中,几乎可以说离开了等效的思想将“寸步难行” 。 在《力的测量》中根据平衡的条件,利用等效的观点,将我们要测量的力等效为弹簧中的弹力,将物体受到的重力等效为处于平衡状态的物体受到的支持面的 支持力或悬挂物的拉力。 在《验证力的平行四边形定则》实验中更是充分运用了等效的观点。用一个力的作用效果与两个力的作用效果相同――使橡皮筋伸长至某一位置,从而得到这 一个力可以等效为那两个力。 在《验证动量守恒定律》实验中等效的运用更是达到了极至。由于小球作从相同的高度开始做平抛运动,所以其在空中的飞行时间相同。取飞行时间为单位时 间,可以用水平射程来表示水平方向的速度。也就是水平速度由水平射程等效替代。

例 1:如图所示,一半径为 R 的光滑圆弧槽∠ POM<50,P 为 圆 弧 槽 的 最 低 点 , 且
O 点由静止开始释放,问哪个球先到达 P 点。

OP 在竖直方向上,以小球 B 从 N 点由静止开始释放,另一小球 A 同时从

【解析】A 球的运动过程很明显自由落体运动,根据自由落体运动的公式 R=gt2/2,得

。但是 B 球做的是什么样的运动,满足什么规

律,这好像很难回答。然而通过对运动过程中 B 小球的受力情况分析发现, B 球的运动模型完全可以等效为摆长为 R 的单摆模型。如此本题 B 从 N 点运

动至 P 点,经历四分之一周期。根据单摆的周期公式

,可得

,所以 tA<tB,故 A 球先到达 P 点。 ,现把连接两桶的阀门 K 打开,直至两

例 2:如图所示,两个底面积都是 S 的圆桶放在同一说平面上,桶内装水,水面高度分别 h1 和 h2,已知水的密度为ρ
桶水面高度相等,这一过程中,水的重力势能如何变化?变化多少?水的动能如何变化?变化多少(不计阻力)

【解析】本题中阀门 K 打开后,左桶中的水逐渐流向右桶,直至两桶水面高度相等。这一过程中我们无需详求其中的细节。如果观察开始的状态和结束的状态 (如图) 。整个过程可等效为左桶中(h1+h2)/2 高度以上的部分即阴影部分移动到右桶中阴影部分。 这一部分水的质量 m=ρ S(h1+h2)/2;重心下降高度 h=(h1-h2) /2; 所以在不计阻力的情况下,水的重力势能减小,减小了ρ gS(h12-h22)/4。水的动能增加,增加了ρ gS(h12-h22)/4。 方法三 极值法

描述某一过程的物理量在变化过程中,由于受到物理规律或条件的制约,其取值往往只能在一定范围内才能符合物理问题的实际,而在这一范围内该物理量可 能有最大值、最小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值. 极值问题求解方法有以下几种: 1.算术——几何平均数法,即 (1)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. (2)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.判别式法,即方程 ax +bx+c=0 有实根时,Δ =b -4ac≥0.
2 2

3.二次函数法,即 y=ax +bx+c,若 a>0,则当 x=- 时,有 ymin=(4ac-b )/(4a);若 a<0,则当 x=- 时,有 ymax=(4ac-b )/(4a). 2a 2a 4.三角函数法,如 y=asinα +bcosα 的最小值为- a +b ,最大值为 a +b .
2 2 2 2

2

b

2

b

2

例:如下图所示,光滑水平面右端 B 处连接一个竖直的半径为 R 的光滑半圆轨道,B 点为水平面与轨道的切点,在离 B 处距离为 x 的 A 点,用水平恒力 F(大小
未知)将质量为 m 的小球从静止开始推到 B 处后撤去恒力, 小球沿半圆轨道运动到 C 处后又正好落回 A 点.求: (1)推力 F 对小球所做的功; (2)x 取何值时,完成上述运动推力所做的功最少?最少的功为多少? (3)x 取何值时,完成上述运动推力最小?最小推力为多少?

【解析】 (1)小球从半圆形轨道的最高点 C 处做平抛运动又回到 A 点,设小球在 C 点的速度为 vC,小球从 C 点运动到 A 点所用的时间为 t 1 2 在水平方向:x=vCt① 在竖直方向:2R= gt ② 2 1 2 对小球从 A 点到 C 点,由动能定理有:WF-mg·2R= mvC④ 2 联立①②式得 vC= 2 解得:WF=

x

g ③ R

mg

R2+x2 .⑤ 8R

1 2 (2)要使力 F 做功最少,确定 x 的取值,由 WF=2mgR+ mvC知,只要小球在 C 点速度最小,则 WF 就最小.若小球恰好能通过 C 点,设其在 C 点的速度最小为 v 2 由牛顿第二定律有:mg=

mv2 ,则 v= Rg⑥ R

由③⑥有:

x
2

g = Rg R

5 解得:x=2R,⑦ 即当 x=2R 时,WF 最小,最小的功为 WF= mgR.⑧ 2 (3)由⑤式 WF=

mg

R2+x2 1 16R x 及 WF=Fx 得:F= mg( + )⑨ 8R 8 x R
16R x = ,即 x=4R⑩ 由⑨⑩解得最小推力为:F=mg.

F 有最小值的条件是:

x

R

方法四

极限思维法

极限思维方法是一种比较直观、简捷的科学方法.在物理学的研究中,常用它来解决某些不能直接验证的实验和规律,例如伽利略在研究从斜面上滚下的小球 运动时,将第二个斜面外推到极限——水平面; 在物理习题中,有些题涉及的物理过程往往比较复杂,而这个较为复杂的物理过程又隶属于一个更大范围的物理全过程,需把这个复杂的物理全过程分解成几 个小过程,而这些小过程的变化是单一的,那么,采用极限思维方法选取全过程的两个端点及中间的奇变点来进行分析,其结果包含了所要讨论的物理过程, 从而使求解过程简单、直观.

例:如下图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一个质量为 m 的平盘,盘中有一质量为 m 的物体,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了
0

l.今向下拉盘使弹簧再伸长 Δ l 后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度之内,则刚松手时盘对物体的支持力等于(
Δl A.(1+ )mg

)

l

Δl B.(1+ )(m+m0)g

l

Δl C. mg

l

Δl D. (m+m0)g

l

【解析】 假设题给条件中 Δ l=0,其意义是没有将盘往下拉,则松手放开,弹簧的长度不会变化,盘仍静止,盘对物体的支持力大小应为 mg. 将 Δ l=0 代入四个备选答案中,只有答案 A 能得到 mg,可见只有答案 A 正确,故本题应选 A. 方法五 图象法

运用图象解答物理问题的步骤 1.看清纵横坐标分别表示的物理量; 2.看图象本身,识别两物理量的变化趋势,从而分析具体的物理过程; 3.看两相关量的变化范围及给出的相关条件,明确图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的“面积”的物理意义.

例: (2012 全国新课标).如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 N1,球对木板的压力大小为 N2。以木板与墙连接点所形成的水
平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中 ( ) 。 A.N1 始终减小,N2 始终增大 C.N1 先增大后减小,N2 始终减小 B.N1 始终减小,N2 始终减小 D.N1 先增大后减小,N2 先减小后增大

[答案]B 【解析】本题考查物体的动态平衡,对球受力分析可知,N1 与 N2 的合力为定值,与重力反向等大。作图。由图形可 知,当板缓慢转动中,N1 与 N2 的方向便 发生如图示变 化,但合力不变,可得答案 B。 方法六 临界条件法

物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态,叫做临界状态.临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”两种状态,突变的过程是从量变到质变 的过程,在临界状态前后,系统服从不同的规律,按不同的规律运动和变化.如光学中折射现象的“临界角”、超导现象中的“临界温度”、核反应中的“临 界体积”、光电效应中的极限频率、静摩擦现象中的最大静摩擦力等.在中学物理中像这样明确指出的临界值是容易理解和掌握的,但在高考题中常常是不明 确的提出临界值,而又必须通过运用所学知识去分析临界条件、挖掘出临界值.在物理问题中,很多都涉及临界问题,分析临界问题的关键是寻找临界状态的 条件. 解决临界问题,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. 二、三种常见题型的解答技巧 题型一 选择题

题型特点:选择题是客观型试题,具有知识覆盖面广,形式灵活多变,推理较多,计算量小的特点.高考中选择题注重基础性,增强综合性,体现时代气息, 在注重考查基础知识、技能、方法的同时加大了对能力考查的力度,考潜能、考应用,一个选择题中常提供一项或多项正确答案,迷惑性较强,为中或中下难 度. 解答技巧:解答好选择题要有扎实的知识基础,要对基本物理方法和技巧熟练掌握.解答时要根据具体题意准确、熟练地应用基础概念和基本规律,进行分析、

推理和判断.解答时要注意以下几点: 1.仔细审题,抓住题干和选项中的关键字、词、句的物理含义,找出物理过程的临界状态、临界条件.还要注意题目要求选择的是“正确的”还是“错误的”、 “可能的”还是“一定的”. 2.每一个选项都要认真研究,选出正确答案,当某一选项不能确定时,宁可少选也不要错选. 3.检查答案是否合理,与题意是否相符. 解答选择题的常用方法有:直接判断法、比较排除法、特殊值法、解析法、极限分析法、图象法、几何图解法等.要善于应用这些方法技巧,做到解题既快又 准. 题型二 实验题

题型特点:考查基本仪器的使用方法和不同实验中对仪器的选择,考查基本实验原理在新的环境下的变通运用,考查利用基本操作来完成新的实验任务,近几 年高考不仅考查课本的分组实验,还考查演示实验,而且出现了迁移类实验、应用型实验、设计型实验及探究型实验,有填空作图型实验题、常规实验题、设 计型实验题等. 解答技巧 : 1.要明确考查知识范围 现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识.尽管题目千变万化,但通过仔细审题,一定能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图. 2.要看清实验题图 实验题一般配有相应的示意图、 实物图, 实质是告知实验仪器(或部分)及其组装情况, 让考生琢磨考查意图. 只有看清了实验仪器, 才使你有身临其境的感觉. 认 识这些器材在实验中所起的作用,便能初步勾画实验过程. 3.要捕捉并提取信息 试题总是提供诸多信息从而再现实验情景,因此,正确解答时必须捕捉并提取有价值的信息,使问题迎刃而解.一般需要关注如下信息: (1)新的概念、规律、公式.一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题,都为我们提供信息.在阅读理解的基础上提取有用信 息为解题服务. (2)新的表格数据.通过解读表格,了解实验测量的物理量,根据表格中的数据,判断相关物理量之间的关系.如正比例关系,反比例关系,平方还是开方关系, 或者是倒数关系.根据数据描点作图、直观实验反映的某种规律.

(3)新的物理图象.实验题本身提供物理图象,但这些图象平时没有接触过,关键要明确图象的物理意义,帮助正确分析实验问题. 失分原因 (1)填空:不能用物理述语,回答不全面,数字只写数漏写单位,不注意有效数字. (2)

(3) 结 果 误 差 太

大.

题型三

计算题

题型特点:计算题一般给出较多的信息,有清晰的已知条件,也有隐含条件,在实际物理情景中包含有抽象的物理模型,在所给出物理过程的信息中有重要的 临界条件,题目思维量大,解答中要求写出重要的演算步骤和必要的文字说明. 解答技巧: 1.文字说明 (1)研究对象(个体或系统)、过程或状态. (2)所列方程的依据名称(是展示逻辑思维严密性的重要方面). (3)题目的隐含条件,临界条件. (4)非题设字母,符号的物理意义.字母符号书写,使用要规范. (5)规定的正方向,零势点(面)及所建立的坐标系. (6)结果的物理意义,给出明确答案. 2.必要方程 (1)写出符合题意的原始方程(是评分依据,文字说明一般不计分),不能写变形式. (2)要用字母表述方程,不要写有代入数据的方程,方程不能相“约”,如“G 2 =mg”. (3)要用原始方程组联立求解,不要用连等式,不要不断的“续”进一些内容. (4)方程式有多个时,应分步列(分步得分),并对各方程式编号(便于计算和说明),不要合写一式,以免一错全错. (5)书写规范. ①用字母表达方程,不要含有数字方程.如:要“F-Ff=ma”,不要“6.0-Ff=2.0a”. ②要原始方程,不要变形后的方程,不要方程套方程.如:要“F-Ff=ma”,“Ff=μ mg”,“v =2as”. ③要文字说明,不要公式,公式的字母常会带来混乱.如:要“根据牛顿第二定律”,不要“据 F=ma”. ④要用原始方程式联立求解,不要连等式. ⑤方程要完备、不要漏方程.如:写了“F-Ff=ma”,“Ff=μ FN”而漏写了“FN=mg”. ⑥要规范,不要乱.如:要“F-Ff=ma”不要“F=ma+Ff”. 3.运用数字
2

Mm r

(1)几何关系只说结果,不必证明. (2)数字相乘,要用“×”,不用“.”. (3)卷面上不能打“/”相约. 4.字母规范 (1)题目给了符号一定不要再另立符号. (2)尊重课本常用符号,使用课本常用字母符号. (3)书写工整. 失分原因 1.最后结果:只写数字,漏掉单位,失去宝贵的 2 分或 1 分;求力等矢量时,不指明方向;求有正负值的物理量不说明意义. 2.字母符号:不用题给的字母符号;自设符号不说明意义;将 v0 写成 v,θ 写成 α ,G 写成 a,g 写成 q 等. 3.不按题给条件表示结果. 4.物理情景模糊:没有画运动示意图或物体受力示意图(导致漏力)的习惯. 5.知识把握不准:常把“定律”写成“定理”,“定理”写成“定律”. 6.计算:无公式,只有数字,不使用国际单位制或单位不统一. 7.连笔、小数点不清晰;连续写下去,将方程、答案淹没在文字之中. 套用模板 解 对??(研究对象) 设??(未知量)??

从??(状态)??(状态) 根据??(定理、定律)?? 得:??(具体问题的原始方程)??① 根据??(定理、定律)?? 得:??(具体问题的原始方程)??② 联立方程①②得:??(待求物理量的表达式)

代入数据解得??(待求物理的数值带单位).


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