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1、高考物理常見(jiàn)的思想方法有人定義,物理思想方法就是人們對(duì)自然物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)方法,是源于物理世界又指導(dǎo)人們對(duì)物理世界進(jìn)行再認(rèn)識(shí)、再改造和實(shí)踐應(yīng)用的思維體系,是辨證唯物主義的方法論和認(rèn)識(shí)論在物理學(xué)中的具體體現(xiàn)。由此看出,物理思想方法是一種認(rèn)識(shí)方法,是一種思維體系,是學(xué)生獲得知識(shí)的手段,是聯(lián)系各項(xiàng)知識(shí)的紐帶,它比知識(shí)具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性,更強(qiáng)的概括性和普遍適應(yīng)性,能使學(xué)生透徹理解知識(shí),形成獨(dú)立探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。物理學(xué)中的思想方法,是求解物理問(wèn)題的根本所在。認(rèn)真研究總結(jié)物理學(xué)中的思想方法、策略技巧,并能在實(shí)際解題過(guò)程中靈活應(yīng)用,可收到事半功倍的效果。高考物理思想方法有很多種,本文重點(diǎn)介紹以下
2、十種:一、 整體法與隔離法整體法是對(duì)物理問(wèn)題的整個(gè)系統(tǒng)或過(guò)程進(jìn)行研究的方法。包括兩種情況:一是整體研究物體系統(tǒng),一般不需要考慮物體內(nèi)部之間的作用力;二是物體研究運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程,此時(shí)所求的物理量往往只涉及整個(gè)物理過(guò)程。隔離法是將物理問(wèn)題的某些研究對(duì)象或某些過(guò)程、狀態(tài)從系統(tǒng)或全過(guò)程中隔離出來(lái)進(jìn)行研究的方法。主要有兩種類型:一是對(duì)象的隔離,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(lái);二是過(guò)程的隔離,物體往往同時(shí)參與幾個(gè)物理過(guò)程,為求解某個(gè)過(guò)程中的物理量,就必須將這個(gè)子過(guò)程從全過(guò)程中隔離出來(lái)。整體法和隔離法是解決動(dòng)力學(xué)關(guān)系、能量關(guān)系等一系列問(wèn)題的重要思想方法,尤其是在求連接
3、體問(wèn)題中的加速度、相互作用力以及分析做功等問(wèn)題時(shí)作用巨大。隔離法和整體法的選擇原則:(1)在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中,求各部分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的連接體的加速度或合外力時(shí),優(yōu)先考慮整體法;如果還要求物體之間的相互作用力,再用隔離法,且一定要從要求的作用力的那個(gè)作用面將物體進(jìn)行隔離;如果連接體中各部分的加速度不相同,一般選用隔離法。(2)在研究單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的能量變化時(shí),首選隔離法;研究系統(tǒng)的能量關(guān)系時(shí),一般綜合運(yùn)用整體法和隔離法。運(yùn)用整體法時(shí),一般情況下,只需考慮外力不必考慮內(nèi)力;運(yùn)用隔離法時(shí),隔離的目的是將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力。【例1】如圖所示,兩物體在水平恒力、作用下運(yùn)動(dòng)。已知,則:(1)若水平面光滑,施于的作用力的大
4、小是多少?(2)若水平面不光滑呢?【解析】(1)地面光滑時(shí),以A、B系統(tǒng)為研究對(duì)象,由牛頓第二定律,有F1-F2=(m1+m2)a1 以B為研究對(duì)象,B受到A水平向右推力FN1,由牛頓第二定律,有FN1-F2=m2a1 聯(lián)立、求解得:(2)當(dāng)?shù)孛娲植跁r(shí),設(shè)動(dòng)摩擦因素為,、一起運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為,則:F1-F2-(m1+m2) g =(m1+m2)a2以A為研究對(duì)象,設(shè)B對(duì)A水平向左的推力為FN2,由牛頓第二定律: F1-FN3-m1 g= m1a2 、聯(lián)立求解得:二、圖像法圖像法是運(yùn)用圖像來(lái)表達(dá)某種信息、分析規(guī)律、求解物理結(jié)論的方法。物理圖像是一種特殊且形象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言和工具,運(yùn)用數(shù)和形的巧妙結(jié)
5、合,恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)某種現(xiàn)象的物理過(guò)程和規(guī)律。物理圖像不僅可以使抽象的概念直觀形象、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰、省掉大量的文字?jǐn)⑹?、使物理量之間的函數(shù)關(guān)系明確,還可以恰當(dāng)?shù)乇硎居谜Z(yǔ)言難以表達(dá)的內(nèi)涵。要想認(rèn)識(shí)好和利用好圖像,有以下幾點(diǎn)值得我們注意:(1)注意坐標(biāo)軸的物理意義弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸各代表什么物理量,以便了解圖像所反映的是哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系。有些圖像,雖然形狀相同,但是由于坐標(biāo)軸所代表的物理量不同,它們所反映的物理規(guī)律就截然不同,如位移-時(shí)間圖像和速度-時(shí)間圖像等。(2)注意圖像的特征注意觀察圖像是直線、曲線還是折線,從而弄清圖像所反映的兩個(gè)物理量之間的關(guān)系,進(jìn)而明確圖像所反映的物理內(nèi)涵。特別是圖線是直
6、線形式的,我們要盡可能的推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式,從而更深刻的認(rèn)識(shí)圖像。(3)注意截距的物理意義截距是圖線與兩個(gè)坐標(biāo)軸的交點(diǎn)所代表的坐標(biāo)數(shù)值,該數(shù)值往往具有特殊的物理意義。(4)注意斜率的物理意義物理圖像的斜率代表兩個(gè)物理量增量的比值,其大小往往代表另一個(gè)物理量的值。如:圖像的斜率為速度,圖像的斜率為加速度,圖像的斜率為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等。(5)注意面積的物理意義有些物理圖像的圖線與橫軸所圍的面積的值常常代表另一個(gè)物理量的大小。學(xué)習(xí)圖像時(shí),有意識(shí)地利用求面積的方法計(jì)算有關(guān)問(wèn)題,可使有些物理問(wèn)題的解答變得簡(jiǎn)便。如圖線與軸所夾的面積代表位移;圖線與軸所夾的面積代表功;圖線與軸所夾得面積代表電量;圖線與軸所夾的
7、面積代表時(shí)間等。當(dāng)然,也不是所有的圖線與橫軸所圍的面積都有物理含義,比如圖線與軸所夾的面積就沒(méi)有意義。(6)注意拐點(diǎn)的物理意義物理圖像的拐點(diǎn)既有坐標(biāo)數(shù)值,又具有特殊的物理意義,它是兩種不同情況變化的交界,物理量在拐點(diǎn)兩側(cè)適合不同的變化規(guī)律。【例2】在光滑的水平面上,放著兩塊長(zhǎng)度相同,質(zhì)量分別為和的木板,在兩木板的左端各放一個(gè)大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊,如圖所示。開(kāi)始時(shí),各物體均靜止。今在兩物塊上各作用一水平恒力、。在物塊與木板分離時(shí),兩木板的速度分別為、,物塊與兩木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,下列說(shuō)法正確的是( )A.若,則 B.若,則C.若,則 D.若,則 【解析】根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得知:、兩
8、選項(xiàng),加速度相同而加速度不同;、兩選項(xiàng),加速度相同而加速度不同,但其所發(fā)生的相對(duì)位移相同。根據(jù)題意作出其圖像如下圖,其陰影部分的面積代表相對(duì)位移,由圖可得:、正確三、 極限思維與極值法(1)極限思維法是指將題目所述物理現(xiàn)象或物理過(guò)程形成、變化的一般條件推向極端,在極端條件下進(jìn)行討論、推理或判斷的一種方法。這里的“極端”條件是指極大、極小或臨界狀況。極端思維法只能用于在選定的區(qū)間內(nèi)所研究的物理量連續(xù)、單調(diào)變化(單調(diào)增大或單調(diào)減?。┑那闆r。(2)描述某一過(guò)程或某一狀態(tài)的物理量在其變化中由于受到物理規(guī)律和條件的制約,其取值往往只是在一定范圍內(nèi)才能符合物理問(wèn)題的實(shí)際,而在這一范圍內(nèi),該物理量可能有其最
9、大值、最小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值。物理問(wèn)題中涉及這些物理量的特殊值問(wèn)題,我們統(tǒng)稱為極值問(wèn)題。物理中的極值問(wèn)題有兩種典型的解法:一是對(duì)題目中所給物理現(xiàn)象涉及的物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析,明確題中的物理量是在什么條件下取極值,或在出現(xiàn)極值時(shí)有何物理特征,然后根據(jù)這些條件或特征去尋求極值,這種方法突出了問(wèn)題的物理本質(zhì),稱之為物理方法;二是由問(wèn)題所遵循的物理規(guī)律建立方程,然后根據(jù)這些方程進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo),在推導(dǎo)中利用數(shù)學(xué)中有關(guān)求極值得結(jié)論得到所需的極值,這種方法側(cè)重于數(shù)學(xué)的演算,其物理意義不夠明朗,常稱之為數(shù)學(xué)方法。常用的數(shù)學(xué)方法如下:算術(shù)幾何平均數(shù)法a. 如果兩變數(shù)之和為一定值,則當(dāng)這兩個(gè)數(shù)相
10、等時(shí),它們的乘積取極大值;b. 如果兩變數(shù)的積為一定值,則當(dāng)這兩個(gè)數(shù)相等時(shí),它們的和取極小值。判別式法方程有實(shí)根時(shí),。二次三項(xiàng)式性質(zhì)法,若,則當(dāng)時(shí),有;當(dāng),則當(dāng)時(shí),有。三角函數(shù)法如,等?!纠?】甲、乙兩車相距,同時(shí)同向運(yùn)動(dòng),乙在前面做加速度為、初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),甲在后面做加速度為、初速度為的勻加速運(yùn)動(dòng),試討論兩車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相遇次數(shù)與加速度的關(guān)系?!窘馕觥?由于,;相遇時(shí)有,則:,解得: (1) 當(dāng)時(shí),式只有一個(gè)正解,即相遇一次(2) 當(dāng)時(shí),所以,只有一個(gè)解,即相遇一次(3) 當(dāng)時(shí),若,式無(wú)解,即不相遇 當(dāng),式只有一個(gè)解,即相遇一次當(dāng),式有兩個(gè)正解,即相遇兩次四、 微元法利用微分思想的分
11、析方法稱為微元法,這種方法在前幾年江蘇高考中頻繁出現(xiàn)。微元法就是把研究對(duì)象分割成無(wú)限多個(gè)無(wú)限小的部分,或把物理過(guò)程分解成為無(wú)限多個(gè)無(wú)限短的過(guò)程,抽取其中一個(gè)微小部分或極短過(guò)程加以研究的方法。運(yùn)用這種方法往往可以將變量轉(zhuǎn)化為常量,將非理想模型轉(zhuǎn)化為理想模型,使復(fù)雜問(wèn)題變得簡(jiǎn)單易解,微元法解題的關(guān)鍵是正確選取“微元”,這些“微元”是任意的,但又是具有代表性的。在高中階段比如:位移對(duì)時(shí)間的變化率瞬時(shí)速度:,求位移:;速度對(duì)時(shí)間的變化率加速度:,求速度;動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率力:,求沖量;通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電量對(duì)時(shí)間的變化率電流強(qiáng)度:,求電量;功對(duì)時(shí)間的變化率瞬時(shí)功率:,求功。學(xué)生掌握微元思想是對(duì)這些物理
12、概念、規(guī)律的理解,拓寬知識(shí)的深度和廣度,開(kāi)拓解決物理問(wèn)題的新途徑,是認(rèn)識(shí)過(guò)程中的一次“飛躍”。【例4】如圖所示,水平放置的導(dǎo)體電阻為R ,R與兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) ,其間有垂直導(dǎo)軌平面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)。求這個(gè)過(guò)程的總位移?【解析】根據(jù)牛頓第二定律,導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到安培力作用,導(dǎo)體棒做非勻減速運(yùn)動(dòng), 在某一時(shí)刻取一個(gè)微元 變式 兩邊求和 因 故 得 五、 等效法等效法是科學(xué)研究中重要的思維方法之一,所謂等效法就是在保證某方面效果相同的前提下,用思想中熟悉和簡(jiǎn)單的物理對(duì)象、過(guò)程、現(xiàn)象替代實(shí)際上陌生的和復(fù)雜的物
13、理對(duì)象、過(guò)程、現(xiàn)象的方法。例如:合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、總電阻與分電阻、總電容與分電容等。利用等效法不但能將問(wèn)題、過(guò)程由繁變簡(jiǎn)、由難變易,由具體到抽象,而且能啟迪思維,增長(zhǎng)智慧,從而提高能力。運(yùn)用等效法解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),常見(jiàn)的有:過(guò)程等效、概念等效、條件等效、電器元件等效、電路等效、長(zhǎng)度等效、場(chǎng)等效等。在運(yùn)用等效法時(shí),一定要注意必須是在效果相同的前提下,討論兩個(gè)不同的物理過(guò)程或物理現(xiàn)象的等效及物理意義。若在運(yùn)用等效法解決問(wèn)題時(shí),不抓住效果相同這個(gè)條件,就會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論,甚至是謬誤了。近年來(lái),含有等效法思維方式的試題在高考中頻頻出現(xiàn),主要考查物理模型等效、過(guò)程等效、條件等效、電路等效等?!纠?/p>
14、5】如圖所示,虛線框內(nèi)各元件的參數(shù)均不知。在、端接一只的電阻時(shí),測(cè)得其電流;若在、間換接電阻時(shí),測(cè)得電流;換接電阻時(shí),測(cè)得其電流,則的阻值為多少?【解析】視虛線框內(nèi)整體為一個(gè)電源,設(shè)電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)阻為,則由題意得:,解得:,六、 類比法類比法是根據(jù)兩個(gè)類比對(duì)象的某些相同或相似的規(guī)律來(lái)推斷它們?cè)谄渌矫嬉泊嬖谙嗤蛳嗨埔?guī)律的一種推理形式和思維方法。類比分為性質(zhì)類比和關(guān)系類比。兩個(gè)或兩類對(duì)象進(jìn)行類比推理必須具備可比性,一般分為兩個(gè)條件:第一,類比的對(duì)象間必須存在同一性、相互性;第二,對(duì)象的屬性之間必須存在著相關(guān)性。運(yùn)用類比方法可以理解概念,掌握規(guī)律;可以定義物理量,消除模糊認(rèn)識(shí);可以培養(yǎng)思維的靈活性
15、,靈活處理相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題;還可以減少數(shù)學(xué)知識(shí)遷移過(guò)程中的錯(cuò)誤。運(yùn)用類比法解題是近年來(lái)高考的熱點(diǎn)之一,常見(jiàn)的有:現(xiàn)象類比、過(guò)程類比、模型類比、方法類比、結(jié)論類比等。高考試題的情境比較新穎,即所謂的“生”題,許多考生往往無(wú)從下手,但只要冷靜下來(lái)分析、思考,應(yīng)用類比法將學(xué)過(guò)的舊知識(shí)遷移到新的情境中去,問(wèn)題往往就容易解決了。平時(shí)要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練,多利用類比法抽象出物理模型,確定隱含條件?!纠?】歷史上有些科學(xué)家曾把在相等位移內(nèi)速度變化相等的單向直線運(yùn)動(dòng)稱為“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”(現(xiàn)稱“另類勻變速直線運(yùn)動(dòng)”),“另類加速度”定義為,其中和分別表示某段位移內(nèi)的初速度和末速度。A0表示物體做加速運(yùn)動(dòng),A0表示物
16、體做減速運(yùn)動(dòng)。而現(xiàn)在物理學(xué)中加速度的定義式為,下列說(shuō)法正確的是( )A.若不變,則也不變 B.若且保持不變,則逐漸變大C.若不變,則物體在中間位置處的速度為 D.若不變,則物體在中間位置處的速度為【解析】通過(guò)兩種定義類比,可知、正確。七、 對(duì)稱法對(duì)稱法是從對(duì)稱的角度研究、處理物理問(wèn)題的一種思維方法,有時(shí)間和空間上的對(duì)稱,它表明物理規(guī)律在某種變換下具有不變的性質(zhì)。用這種思維方法來(lái)處理問(wèn)題可以開(kāi)拓思路,使復(fù)雜問(wèn)題的求解變得簡(jiǎn)捷。如:對(duì)于一個(gè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體從其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至運(yùn)動(dòng)停止的過(guò)程,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,從時(shí)間上的反演,就能被看做是一個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),于是便可將初速度為零的勻加速
17、直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)用于處理末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng),從而簡(jiǎn)化解題過(guò)程。解題中常見(jiàn)的對(duì)稱有:豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的速度對(duì)稱、時(shí)間對(duì)稱;沿著光滑斜面上滑的物體的運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中、動(dòng)能和勢(shì)能以平衡位置的對(duì)稱性等??傊?,物理問(wèn)題通常有多種不同的解法,利用對(duì)稱性解題不失為一種科學(xué)的思維方法。利用對(duì)稱法解題的思路: 領(lǐng)會(huì)物理情境,選取研究對(duì)象; 在仔細(xì)審題的基礎(chǔ)上,通過(guò)題目的條件、背景、設(shè)問(wèn),深刻剖析物理現(xiàn)象及過(guò)程,建立清晰的物理情境,選取恰當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象,如運(yùn)動(dòng)的物體、運(yùn)動(dòng)的某一過(guò)程或某一狀態(tài); 透析研究對(duì)象的屬性、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律; 尋找研究對(duì)象的對(duì)稱性特點(diǎn); 利用對(duì)稱性特點(diǎn),依據(jù)物理規(guī)律,對(duì)題目求解
18、。【例7】是長(zhǎng)為的均勻帶電細(xì)桿,、是位于所在直線上的兩點(diǎn),位置如圖所示.上電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)在處的場(chǎng)強(qiáng)大小為,在處的場(chǎng)強(qiáng)大小為.則以下說(shuō)法中正確的是( )A兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相同, B兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相反,C兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相同, D兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相反,【解析】將均勻帶電細(xì)桿從中間一分為二,根據(jù)對(duì)稱性,可分析正確。八、 臨界狀態(tài)分析法當(dāng)某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象,或物體從某種特性變化為另一種特性時(shí),發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài),通常叫做臨界狀態(tài)。出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí),既可以理解為“恰好出現(xiàn)”,又可以理解為“恰好不出現(xiàn)”。習(xí)題中常常出現(xiàn)“正好”、“恰好”、“最大”、“最小”、“剛能”、“至少”、“盡快”、“不超
19、過(guò)”等一類特殊詞,這些詞往往暗示著臨界狀態(tài)的存在。解決臨界問(wèn)題的關(guān)鍵在于熟練掌握臨界條件及其物理意義。物理學(xué)中常見(jiàn)的臨界條件有以下幾種:(1)兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為零。(2)繩子斷與不斷的臨界條件為作用力達(dá)到最大值,繩子松弛的臨界條件為作用力等于零。(3)靠摩擦力連接的物體間發(fā)生與不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大值。(4)追及問(wèn)題中兩物體相距最遠(yuǎn)的臨界條件為速度相等,相遇不相碰的臨界條件為同一時(shí)刻到達(dá)同一地點(diǎn)時(shí),。(5)兩物體碰撞過(guò)程中系統(tǒng)末動(dòng)能最小,即損失動(dòng)能最多的臨界條件為速度相等。(6)光發(fā)生全反射的臨界條件為:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);入射角【例8】如
20、圖所示,絕緣長(zhǎng)方體置于水平面上,兩端固定一對(duì)平行帶電極板,極板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。長(zhǎng)方體的上表面光滑,下表面與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同)。與極板的總質(zhì)量。帶正電的小滑塊質(zhì)量,其受到的電場(chǎng)力大小。假設(shè)所帶的電量不影響極板間的電場(chǎng)分布。時(shí)刻,小滑塊從表面上的點(diǎn)以相對(duì)地面的速度向左運(yùn)動(dòng),同時(shí),(連同極板)以相對(duì)地面的速度向右運(yùn)動(dòng)。(取)問(wèn):(1)和剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小分別為多少?(2)若最遠(yuǎn)能到達(dá)點(diǎn),、的距離應(yīng)為多少?從時(shí)刻至運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),摩擦力對(duì)做的功為多少?【解析】(1)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小 方向水平向右受電場(chǎng)力 摩擦力剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小 方向水平向左(2)設(shè)從
21、開(kāi)始勻減速到零的時(shí)間為,則有 時(shí)刻的速度 的位移此時(shí)間內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移 后,由于,開(kāi)始向左作勻加速運(yùn)動(dòng),繼續(xù)作勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們速度相等時(shí)、相距最遠(yuǎn),設(shè)此過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,相等速度為,則有 對(duì):速度對(duì):加速度 速度 解得: 時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移 運(yùn)動(dòng)的位移內(nèi)相對(duì)的位移 摩擦力對(duì)做功為最遠(yuǎn)到達(dá)點(diǎn),、的距離為從時(shí)刻到運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),摩擦力對(duì)做的功為九、尋找守恒量法守恒,簡(jiǎn)單的講就是研究數(shù)量時(shí)總量保持不變的一種現(xiàn)象。物理學(xué)中的守恒,是指在物理變化過(guò)程或物質(zhì)的轉(zhuǎn)化遷移過(guò)程中一些物理量的總量不變的現(xiàn)象或事實(shí)。守恒,已是物理學(xué)中最基本的規(guī)律,也是一種解決物理問(wèn)題的基本思想方法,并且應(yīng)用起來(lái)簡(jiǎn)便、快捷。在高中階段,主
22、要有動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒、能量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒等。從運(yùn)算角度來(lái)講,守恒是加減法運(yùn)算,總和不變。從物理角度來(lái)講,那就與所述物理量表征的意義有關(guān),重在理解。理解所述物理量及所述量守恒事實(shí)的內(nèi)在實(shí)質(zhì)和外在表現(xiàn)。如動(dòng)量,描述的是物體的運(yùn)動(dòng)量,大小為,方向?yàn)樗俣鹊姆较?。?dòng)量守恒,就是物體作用前總的運(yùn)動(dòng)量是動(dòng)時(shí),且方向是向某一方向的,那么作用過(guò)程中以及作用后,系統(tǒng)總的運(yùn)動(dòng)量還是動(dòng)的,方向還是向著這一方向。在解題時(shí)要特別注意分析是否滿足守恒的條件。【例9】中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí),質(zhì)量虧損為,放出的能量,是氘核的結(jié)合能。下列說(shuō)法正確的是( )A.用能量為的光子照射靜止的氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)中子和
23、一個(gè)質(zhì)子。B.用能量等于的光子照射靜止的氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動(dòng)能之和為零。C.用能量為的光子照射靜止的氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動(dòng)能之和不為零。D.質(zhì)量虧損,(其中是中子的質(zhì)量,是質(zhì)子的質(zhì)量,是氘核的質(zhì)量)【解析】選項(xiàng)顯然不正確,不符合能量守恒。選項(xiàng)初看是符合能量守恒的,但按題設(shè)過(guò)程,用能量等于的光子照射靜止的氘核,氘核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子時(shí),中子和質(zhì)子是不能靜止的,即動(dòng)能不能為零。這樣就出現(xiàn)了能量盈余,選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。至于選項(xiàng),說(shuō)可能是正確的,若說(shuō)是一定則也是錯(cuò)誤的。選項(xiàng)正確。十、構(gòu)建物理模型法物理學(xué)很大程度上可以說(shuō)是一門模型課。無(wú)論是所研
24、究的實(shí)際物體,還是物理過(guò)程或是物理情境,大都是理想化的模型。在高中物理中構(gòu)建的物理模型大致如下:(1)實(shí)體模型:如力學(xué)中有質(zhì)點(diǎn)、輕質(zhì)彈簧、輕繩、輕桿、單擺、彈簧振子;電學(xué)中有點(diǎn)電荷、試探電荷、理想導(dǎo)體、絕緣體、理想電表、純電阻、無(wú)限長(zhǎng)螺線管等。(2)物理過(guò)程模型:把具體物理過(guò)程理想化、純粹化后所抽象出來(lái)的一種物理過(guò)程,稱為過(guò)程模型。如勻速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞等。(3)物理情境模型:人船模型、子彈打木塊模型、小船渡河模型、類平拋等。求解物理問(wèn)題,很重要的一點(diǎn)就是迅速把所研究的問(wèn)題歸宿到學(xué)過(guò)的物理模型上來(lái),即所謂的建模。尤其是對(duì)新情境問(wèn)題,這一點(diǎn)
25、就顯得更突出?!纠?0】美國(guó)宇航局最新天文望遠(yuǎn)鏡廣域紅外探測(cè)器“”發(fā)現(xiàn)一顆圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星,代號(hào)為“”?!啊庇^測(cè)的數(shù)據(jù)顯示,該小行星與太陽(yáng)的距離約等于地球與太陽(yáng)的距離,但由于其軌道傾斜,所以不會(huì)對(duì)地球構(gòu)成威脅。已知火星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為2年。假定該小行星和火星均以太陽(yáng)為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小行星和火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度的比值約為( )A. B. C. D.【解析】因小行星與太陽(yáng)的距離約等于地球與太陽(yáng)的距離,所以即可把小行星看作地球(模型),于是有,所以9物理思想方法匯總1理想模型法:為了便于研究而建立的一種抽象的理想客體或理想物理過(guò)程,突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素理想模型
26、可分為對(duì)象模型(如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想變壓器等)、條件模型(如光滑表面、輕桿、輕繩、勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)等)和過(guò)程模型(在空氣中自由下落的物體、拋體運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、恒定電流等)2極限思維法:就是人們把所研究的問(wèn)題外推到極端情況(或理想狀態(tài)),通過(guò)推理而得出結(jié)論的過(guò)程如公式v中,當(dāng)t0時(shí),v是瞬時(shí)速度3理想實(shí)驗(yàn)法:也叫做實(shí)驗(yàn)推理法,就是在物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,加上合理的科學(xué)的推理得出結(jié)論的方法就叫做理想實(shí)驗(yàn)法如伽利略利用斜面實(shí)驗(yàn)、推導(dǎo)出牛頓第一定律等4比值定義法:用兩個(gè)基本物理量的“比”來(lái)定義一個(gè)新的物理量的方法,特點(diǎn)是定義式,如a、E、C、I、R、B、等,無(wú)物理量的決定關(guān)系5放大法:
27、在物理現(xiàn)象或待測(cè)物理量十分微小的情況下,按照一定規(guī)律放大后再進(jìn)行觀察和測(cè)量,這種方法稱為放大法,常見(jiàn)的方式有機(jī)械放大、電放大、光放大6控制變量法:決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素很多,設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種方法就是控制變量法比如探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,就用了控制變量法7等效替代法:在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì)改變物理效果如用合力替代各個(gè)分力,合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng),用總電阻替代各部分電阻,電表的等效替代等8類比法:也叫“比較類推法”,如研究電場(chǎng)力做功時(shí),與重力做功進(jìn)行類比;認(rèn)
28、識(shí)電流時(shí),用水流進(jìn)行類比;識(shí)電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類比 9逆向思維法:逆向思維是解答物理問(wèn)題的一種科學(xué)思維方法,對(duì)于某些問(wèn)題,運(yùn)用常規(guī)的思維方法會(huì)十分繁瑣甚至解答不出,而采用逆向思維,即把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的“末態(tài)”當(dāng)成“初態(tài)”,反向研究問(wèn)題,可使物理情景更簡(jiǎn)單,物理公式也得以簡(jiǎn)化,從而使問(wèn)題易于解決,能收到事半功倍的效果 10對(duì)稱法:對(duì)稱性就是事物在變化時(shí)存在的某種不變性自然界和自然科學(xué)中,普遍存在著優(yōu)美和諧的對(duì)稱現(xiàn)象利用對(duì)稱性解題時(shí)有時(shí)可能一眼就看出答案,大大簡(jiǎn)化解題步驟從科學(xué)思維方法的角度來(lái)講,對(duì)稱性最突出的功能是啟迪和培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維能力用對(duì)稱法解題的關(guān)鍵是敏銳地看出并抓住事物
29、在某一方面的對(duì)稱性,這些對(duì)稱性往往就是通往答案的捷徑 11圖象法: 圖象能直觀地描述物理過(guò)程,能形象地表達(dá)物理規(guī)律,能鮮明地表示物理量之間的關(guān)系,一直是物理學(xué)中常用的工具,圖象問(wèn)題也是每年高考必考的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用物理圖象處理物理問(wèn)題是識(shí)圖能力和作圖能力的綜合體現(xiàn)它通常以定性作圖為基礎(chǔ)(有時(shí)也需要定量作出圖線),當(dāng)某些物理問(wèn)題分析難度太大時(shí),用圖象法處理常有化繁為簡(jiǎn)、化難為易的功效12假設(shè)法: 假設(shè)法是先假定某些條件,再進(jìn)行推理,若結(jié)果與題設(shè)現(xiàn)象一致,則假設(shè)成立,反之,則假設(shè)不成立求解物理試題常用的假設(shè)有假設(shè)物理情景,假設(shè)物理過(guò)程,假設(shè)物理量等,利用假設(shè)法處理某些物
30、理問(wèn)題,往往能突破思維障礙,找出新的解題途徑在分析彈力或摩擦力的有無(wú)及方向時(shí),常利用該法13整體、隔離法:物理習(xí)題中,所涉及的往往不只是一個(gè)單獨(dú)的物體、一個(gè)孤立的過(guò)程或一個(gè)單一的題給條件這時(shí),可以把所涉及到的多個(gè)物體、多個(gè)過(guò)程、多個(gè)未知量作為一個(gè)整體來(lái)考慮,這種以整體為研究對(duì)象的解題方法稱為整體法;而把整體的某一部分(如其中的一個(gè)物體或者是一個(gè)過(guò)程)單獨(dú)從整體中抽取出來(lái)進(jìn)行分析研究的方法,則稱為隔離法14圖解法:圖解法是依據(jù)題意作出圖形來(lái)確定正確答案的方法它既簡(jiǎn)單明了、又形象直觀,用于定性分析某些物理問(wèn)題時(shí),可得到事半功倍的效果特別是在解決物體受三個(gè)力(其中一個(gè)力大小、方向不變,另一個(gè)力方向不變)的平衡問(wèn)題時(shí),常應(yīng)用此法15轉(zhuǎn)換法:有些物理問(wèn)題,由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程復(fù)雜或難以進(jìn)行受力分析,造成解答困難此種情況應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性或牛頓第三定律轉(zhuǎn)換參考系或研究對(duì)象,即所謂的轉(zhuǎn)換法應(yīng)用此法,可使問(wèn)題化難為易、化繁為簡(jiǎn),使解答過(guò)程一目了然16程序法: 所謂程序法,是按時(shí)間的先后順序?qū)︻}目給出的物理過(guò)程進(jìn)行分析,正確劃分出不同的過(guò)程,對(duì)每一過(guò)程,具體分析出其速度、位移、時(shí)間的關(guān)系,然后利用各過(guò)程的具體特點(diǎn)列方程解題利用程序法解題,關(guān)鍵是正確選擇研究對(duì)象和物
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