解答物理問題的常用方法

1、思想方法點撥思想方法點撥 解答物理問題的常用方法解答物理問題的常用方法1.所謂隔離法，就是將物理問題的某些研究對象或某些過程、所謂隔離法，就是將物理問題的某些研究對象或某些過程、 狀態(tài)從系統(tǒng)或全過程中隔離出來進(jìn)行研究的方法隔離法狀態(tài)從系統(tǒng)或全過程中隔離出來進(jìn)行研究的方法隔離法 的兩種類型：的兩種類型：(1)對象隔離：即為尋求與某物體有關(guān)的所求量與已知量之間對象隔離：即為尋求與某物體有關(guān)的所求量與已知量之間 的關(guān)系，將某物體從系統(tǒng)中隔離出來的關(guān)系，將某物體從系統(tǒng)中隔離出來(2)過程隔離：物體往往參與幾個運動過程，為求解涉及某過程隔離：物體往往參與幾個運動過程，為求解涉及某 個過程中的物理量，就必

2、須將這個過程從全過程中隔離出個過程中的物理量，就必須將這個過程從全過程中隔離出 來來2所謂整體法，是指對物理問題的整個系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究所謂整體法，是指對物理問題的整個系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究 的方法也包括兩種情況：的方法也包括兩種情況： (1)整體研究物體體系：當(dāng)所求的物理量不涉及系統(tǒng)中某個物體整體研究物體體系：當(dāng)所求的物理量不涉及系統(tǒng)中某個物體 的力和運動時常用的力和運動時常用(2)整體研究運動全過程：當(dāng)所求的物理量只涉及運動的全過程整體研究運動全過程：當(dāng)所求的物理量只涉及運動的全過程 時常用時常用此方法多用于與受力、運動有關(guān)的問題此方法多用于與受力、運動有關(guān)的問題例例1如圖如圖11所示，兩個完

3、全相同的球，所示，兩個完全相同的球，重力大小均為重力大小均為G，兩球與水平地面間的動摩，兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為擦因數(shù)均為，一根輕繩兩端固定在兩個球，一根輕繩兩端固定在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當(dāng)繩被拉直后，兩繩間的夾角為當(dāng)繩被拉直后，兩繩間的夾角為.問當(dāng)問當(dāng)F至少為多大時，兩球至少為多大時，兩球會發(fā)生滑動？會發(fā)生滑動？ 等效法是物理學(xué)中一個基本的思維方法，其實質(zhì)是在等效法是物理學(xué)中一個基本的思維方法，其實質(zhì)是在效果相同的條件下，將復(fù)雜的情景或過程變換為簡單的情景效果相同的條件下，將復(fù)雜的情景或過程變換為簡單的情景或過程或過程1力

4、的等效：合力與分力具有等效性，將物體所受的多個力的等效：合力與分力具有等效性，將物體所受的多個 恒力等效為一個力，就把復(fù)雜的物理模型轉(zhuǎn)化為相對簡恒力等效為一個力，就把復(fù)雜的物理模型轉(zhuǎn)化為相對簡 單的物理模型，大大降低解題難度單的物理模型，大大降低解題難度2電路等效：在元件確定的情況下，線路連接千變?nèi)f化，電路等效：在元件確定的情況下，線路連接千變?nèi)f化， 有些電路元件的連接方式并非一目了然，這就需要畫等有些電路元件的連接方式并非一目了然，這就需要畫等 效電路圖效電路圖3物理過程的等效：若一個研究對象從同一初始狀態(tài)出發(fā)，物理過程的等效：若一個研究對象從同一初始狀態(tài)出發(fā)， 分別經(jīng)過兩個不同過程而最后得

5、到的結(jié)束狀態(tài)相同，這分別經(jīng)過兩個不同過程而最后得到的結(jié)束狀態(tài)相同，這 兩個過程是等效的兩個過程是等效的 描述某一過程的物理量在變化過程中，由于受到物理規(guī)描述某一過程的物理量在變化過程中，由于受到物理規(guī)律或條件的制約，其取值往往只能在一定范圍內(nèi)才能符合物律或條件的制約，其取值往往只能在一定范圍內(nèi)才能符合物理問題的實際，而在這一范圍內(nèi)該物理量可能有最大值、最理問題的實際，而在這一范圍內(nèi)該物理量可能有最大值、最小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值 極值問題求解方法有以下幾種：極值問題求解方法有以下幾種：1算術(shù)算術(shù)幾何平均數(shù)法，即幾何平均數(shù)法，即(1)如果兩變數(shù)

6、之和為一定值，則當(dāng)這兩個數(shù)相等時，它們?nèi)绻麅勺償?shù)之和為一定值，則當(dāng)這兩個數(shù)相等時，它們 的乘積取極大值的乘積取極大值(2)如果兩變數(shù)的積為一定值，則當(dāng)這兩個數(shù)相等時，它們?nèi)绻麅勺償?shù)的積為一定值，則當(dāng)這兩個數(shù)相等時，它們 的和取極小值的和取極小值例例3如圖如圖13所示，光滑水平面右所示，光滑水平面右端端B處連接一個豎直的半徑為處連接一個豎直的半徑為R的光滑的光滑半圓軌道，半圓軌道，B點為水平面與軌道的切點為水平面與軌道的切點，在離點，在離B處距離為處距離為x的的A點，用水平點，用水平恒力恒力F(大小未知大小未知)將質(zhì)量為將質(zhì)量為m的小球從的小球從靜止開始推到靜止開始推到B處后撤去恒力，小球沿半圓

7、軌道運動到處后撤去恒力，小球沿半圓軌道運動到C處后處后又正好落回又正好落回A點求：點求：(1)推力推力F對小球所做的功；對小球所做的功；(2)x取何值時，完成上述運動推力所做的功最少？最少的功取何值時，完成上述運動推力所做的功最少？最少的功為多少？為多少？(3)x取何值時，完成上述運動推力最?。孔钚⊥屏槎嗌?？取何值時，完成上述運動推力最??？最小推力為多少？ 極限思維方法是一種比較直觀、簡捷的科學(xué)方法在物理極限思維方法是一種比較直觀、簡捷的科學(xué)方法在物理學(xué)的研究中，常用它來解決某些不能直接驗證的實驗和規(guī)學(xué)的研究中，常用它來解決某些不能直接驗證的實驗和規(guī)律例如伽利略在研究從斜面上滾下的小球運動時

8、，將第二個律例如伽利略在研究從斜面上滾下的小球運動時，將第二個斜面外推到極限斜面外推到極限水平面；開爾文把查理定律外推到壓強為水平面；開爾文把查理定律外推到壓強為零這一極限值而引入了熱力學(xué)溫標(biāo)零這一極限值而引入了熱力學(xué)溫標(biāo) 在物理習(xí)題中，有些題涉及的物理過程往往比較復(fù)雜，而在物理習(xí)題中，有些題涉及的物理過程往往比較復(fù)雜，而這個較為復(fù)雜的物理過程又隸屬于一個更大范圍的物理全過程，這個較為復(fù)雜的物理過程又隸屬于一個更大范圍的物理全過程，需把這個復(fù)雜的物理全過程分解成幾個小過程，而這些小過程需把這個復(fù)雜的物理全過程分解成幾個小過程，而這些小過程的變化是單一的，那么，采用極限思維方法選取全過程的兩個的

9、變化是單一的，那么，采用極限思維方法選取全過程的兩個端點及中間的奇變點來進(jìn)行分析，其結(jié)果包含了所要討論的物端點及中間的奇變點來進(jìn)行分析，其結(jié)果包含了所要討論的物理過程，從而使求解過程簡單、直觀理過程，從而使求解過程簡單、直觀例例4如圖如圖14所示，一根輕彈簧上端固定，下所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個質(zhì)量為端掛一個質(zhì)量為m0的平盤，盤中有一質(zhì)量為的平盤，盤中有一質(zhì)量為m的的物體，當(dāng)盤靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸物體，當(dāng)盤靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長了長了l.今向下拉盤使彈簧再伸長今向下拉盤使彈簧再伸長l后停止，然后松后停止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度之內(nèi)，則剛松手手放開，

10、設(shè)彈簧總處在彈性限度之內(nèi)，則剛松手時盤對物體的支持力等于時盤對物體的支持力等于解析解析假設(shè)題給條件中假設(shè)題給條件中l(wèi)0，其意義是沒有將盤往下拉，其意義是沒有將盤往下拉，則松手放開，彈簧的長度不會變化，盤仍靜止，盤對物體則松手放開，彈簧的長度不會變化，盤仍靜止，盤對物體的支持力大小應(yīng)為的支持力大小應(yīng)為mg.將將l0代入四個備選答案中，只有答案代入四個備選答案中，只有答案A能得到能得到mg，可見，可見只有答案只有答案A正確，故本題應(yīng)選正確，故本題應(yīng)選A.答案答案A 描述各物理現(xiàn)象的各物理量間都存在一定的數(shù)量關(guān)系，描述各物理現(xiàn)象的各物理量間都存在一定的數(shù)量關(guān)系，作出表示物理量之間的函數(shù)關(guān)系的圖線，然

11、后再利用圖線的作出表示物理量之間的函數(shù)關(guān)系的圖線，然后再利用圖線的交點的坐標(biāo)、圖線的斜率、截距、圖線與坐標(biāo)軸所圍幾何圖交點的坐標(biāo)、圖線的斜率、截距、圖線與坐標(biāo)軸所圍幾何圖形的面積等對問題進(jìn)行分析、推理、判斷或計算形的面積等對問題進(jìn)行分析、推理、判斷或計算例例5如圖如圖15所示，電源所示，電源E12.0 V，內(nèi)電阻內(nèi)電阻r0.6 ，滑動變阻器與定值電，滑動變阻器與定值電阻阻R0(R02.4 )串聯(lián)，當(dāng)滑動變阻器的串聯(lián)，當(dāng)滑動變阻器的滑片滑片P滑到適當(dāng)位置時，滑動變阻器的滑到適當(dāng)位置時，滑動變阻器的發(fā)熱功率為發(fā)熱功率為9.0 W，求這時滑動變阻器，求這時滑動變阻器aP部分的阻值部分的阻值Rx.圖圖

12、15解析解析由閉合電路歐姆定律作由閉合電路歐姆定律作aP兩端兩端的的UaPI圖象，因圖上任意一點的圖象，因圖上任意一點的UaP與與I所對應(yīng)的矩形面積是外電路電阻所對應(yīng)的矩形面積是外電路電阻Rx的輸?shù)妮敵龉β?，從而由已知出功率，從而由已知Rx的功率求出對應(yīng)的功率求出對應(yīng)的的Rx值值根據(jù)閉合電路歐姆定律根據(jù)閉合電路歐姆定律UEIr得得UaP12(0.62.4)I123I作作UaPI圖象如圖所示，由圖可分析找到滑動變阻器的發(fā)熱圖象如圖所示，由圖可分析找到滑動變阻器的發(fā)熱功率為功率為9 W的的A點和點和B點，所以點，所以Rx有兩個值有兩個值Rx19 ，Rx21 .答案答案9 1 物理系統(tǒng)由于某些原因而

13、發(fā)生突變時所處的狀態(tài)，叫做臨物理系統(tǒng)由于某些原因而發(fā)生突變時所處的狀態(tài)，叫做臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)可以理解為界狀態(tài)臨界狀態(tài)可以理解為“恰好出現(xiàn)恰好出現(xiàn)”或或“恰好不出現(xiàn)恰好不出現(xiàn)”兩種狀態(tài)突變的過程是從量變到質(zhì)變的過程在臨界狀態(tài)前兩種狀態(tài)突變的過程是從量變到質(zhì)變的過程在臨界狀態(tài)前后，系統(tǒng)服從不同的規(guī)律，按不同的規(guī)律運動和變化如光學(xué)后，系統(tǒng)服從不同的規(guī)律，按不同的規(guī)律運動和變化如光學(xué)中折射現(xiàn)象的中折射現(xiàn)象的“臨界角臨界角”、超導(dǎo)現(xiàn)象中的、超導(dǎo)現(xiàn)象中的“臨界溫度臨界溫度”、核反、核反應(yīng)中的應(yīng)中的“臨界體積臨界體積”、光電效應(yīng)中的極限頻率、靜摩擦現(xiàn)象中、光電效應(yīng)中的極限頻率、靜摩擦現(xiàn)象中的最大靜摩擦力等在

14、中學(xué)物理中像這樣明確指出的臨界值是的最大靜摩擦力等在中學(xué)物理中像這樣明確指出的臨界值是容易理解和掌握的，但在高考題中常常是不明確的提出臨界值，容易理解和掌握的，但在高考題中常常是不明確的提出臨界值，而又必須通過運用所學(xué)知識去分析臨界條件、挖掘出臨界而又必須通過運用所學(xué)知識去分析臨界條件、挖掘出臨界值在物理問題中，很多都涉及臨界問題，分析臨界問題的值在物理問題中，很多都涉及臨界問題，分析臨界問題的關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài)的條件關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài)的條件 解決臨界問題，一般有兩種基本方法：解決臨界問題，一般有兩種基本方法：(1)以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問題的一般規(guī)律和以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問題的一般規(guī)律和 一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解(2)直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求解出研究問直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求解出研究問 題的規(guī)律和解題的規(guī)律和解例例6如圖如圖16所示，一個質(zhì)量為所示，一個質(zhì)量為m、電、電荷量為荷量為q的小球的小球(可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點)，沿光滑絕，沿光滑絕緣斜槽從比緣斜槽從比A點高出點高出H的的C點由靜止下滑，點由靜止下滑，并從并從A點水平切入一個橫截面為正方形且點水平切入一個橫截面為正方形且邊長為邊長為a、高為、高為h(h可變可變)的有