高考物理解題方法例話3類(lèi)比法

3類(lèi)比法故鏈：國(guó)的萊特兄弟是一對(duì)充滿想象力的孩子。一次，人在大樹(shù)底下玩，抬頭一看只一輪明月掛在樹(shù)梢于兩人就產(chǎn)生了爬到樹(shù)上摘月亮“奇想”。結(jié)果，不但沒(méi)有摘到月亮，反而把衣服刮破了。他們的爸爸見(jiàn)此情景，耐心地誘導(dǎo)說(shuō)：“月亮那么高，怎么可能在樹(shù)上摘到它呢？”兩個(gè)人看見(jiàn)空中的大鳥(niǎo)，又產(chǎn)生了神奇的想象，要騎上大鳥(niǎo)到天空中去摘月亮。隨著年齡的增長(zhǎng)，兄弟倆將這種虛幻的想象逐漸地轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N探索未知世界的激情。從此，兩個(gè)孩子廢寢忘食，矢志以攻年他們根據(jù)風(fēng)箏和鳥(niǎo)的飛行原理，成功地制造了人類(lèi)歷史上第一架用內(nèi)燃機(jī)做動(dòng)力的飛機(jī)月7日這架命名為“飛行者號(hào)”飛機(jī)雖然在空中飛行了秒鐘，距離只有37米，是，它卻是第一次將人載入了天空，使人終于給自己插上了“翅膀”。經(jīng)過(guò)幾年的改進(jìn)，在巴黎舉行的一次飛機(jī)表演中，萊特兄弟的飛機(jī)竟飛行了小20分秒，而贏得世界各國(guó)的贊揚(yáng)，為人類(lèi)的航空事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。萊特兄弟的成功就是利用了類(lèi)比的思維方法。類(lèi)比法在物理解題中的運(yùn)用是很廣泛它作為一種科學(xué)方對(duì)物理學(xué)的研究發(fā)展知識(shí)的學(xué)習(xí)的化及物理問(wèn)題的解決有指導(dǎo)意義類(lèi)可以發(fā)現(xiàn)知識(shí)之間的聯(lián)系、找出共同點(diǎn)，使物理過(guò)程的分析簡(jiǎn)捷化了在解題過(guò)程中恰地利用類(lèi)比的思維方法，有利于靈活運(yùn)用知識(shí)，促使知識(shí)、技能和能力的遷移，對(duì)學(xué)生解決問(wèn)題的能力的提高會(huì)有很大的幫助。下面舉例說(shuō)明。例題1]如圖示，在水平向右方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶電體，用細(xì)絲線拴著在賢直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度E＞，較小球在A、、C、四個(gè)置時(shí)，什么地方速度大、最??？聯(lián)想到學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)如所一小球用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩拉著在豎直平面內(nèi)能繞固定點(diǎn)O做周運(yùn)動(dòng),問(wèn)小球在什么位置的速度為極值？解：球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到重繩子的拉力作用因拉力F總與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故只有重力做功動(dòng)能定理知重力做的正功越多即重力方向移動(dòng)的位移越大物體末動(dòng)越大因此在小球做圓周運(yùn)動(dòng)中沿重力方向的直徑與圓周的兩交點(diǎn)（如圖）的動(dòng)能為極值，且有VV=V＞。類(lèi)比重力場(chǎng)中物體做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，此帶電體在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到三個(gè)力的作用，拉力F、重力G以電場(chǎng)力F電把力G和F用其合力F代替可以認(rèn)為電荷在兩個(gè)力拉力1

F和力合的用下在復(fù)合場(chǎng)（電場(chǎng)和重力的復(fù)合場(chǎng)）中運(yùn)動(dòng)，速度為極值的位置應(yīng)是沿F合方向的直徑與圓周的交點(diǎn)MN點(diǎn)又因＞mg/q所以F合豎直方向的夾角θ大45°所以靠近M點(diǎn)的C點(diǎn)速在四點(diǎn)、、C、中大，而靠近N點(diǎn)D點(diǎn)四點(diǎn)中速度最小。[題某一檢驗(yàn)電荷+q質(zhì)量為m在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電場(chǎng)力作用以恒定速率V0過(guò)同一圓弧上的兩點(diǎn)a、，測(cè)得ab=s從至速度方向轉(zhuǎn)θ（弧度計(jì)重力，求、b兩電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向以兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。解：想天體的運(yùn)動(dòng)，比如地球繞太陽(yáng)（地球繞太運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)）做圓周運(yùn)動(dòng)，是萬(wàn)有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因地球在軌道上運(yùn)動(dòng)速率不變，由能定理知，故引力不做功。類(lèi)比天體的運(yùn)動(dòng)理知檢驗(yàn)荷在電場(chǎng)中只在電場(chǎng)力的作用下圓上運(yùn)動(dòng)時(shí)速率不變因此檢驗(yàn)電荷一定以場(chǎng)源荷為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的根點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布特點(diǎn)ab應(yīng)同一等勢(shì)面上，故，又有電場(chǎng)力提供向心力，知b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小向分別在a、b兩與Q的線，背離場(chǎng)源電荷。[題如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的緣細(xì)線上端固定下端栓著質(zhì)量為m的電小球，將它置于一個(gè)水平向右大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中已細(xì)線向右偏到和豎直方向成角時(shí)球處于靜止平衡狀態(tài)若小球向拉到和豎直夾角由角增大到角時(shí)小由靜止釋放則角應(yīng)多大才能使小球達(dá)到豎直懸線的位置時(shí)速度恰好為零？解聯(lián)想單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)跡是圓弧的一部分運(yùn)中只受重力G和拉力F作，因拉力不功機(jī)械能守恒，懸球在平衡位置（最低點(diǎn)）兩側(cè)做等幅運(yùn)動(dòng)，左右偏角相同。若把帶電小球受到的重力G和場(chǎng)力兩恒力用合力合來(lái)代替小球在復(fù)合力場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)運(yùn)么小球原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的位置為小球做振動(dòng)的復(fù)合場(chǎng)的平衡位置若從與平衡位置右側(cè)角的位置從靜止釋放然經(jīng)過(guò)平衡位置向左運(yùn)動(dòng)的最大的偏角也為角，因而，小球的偏角拉到原來(lái)與豎直方向夾角的二倍即可。[題4]如圖所示，相距為d的塊平行金屬板、N與電相連，開(kāi)關(guān)S閉后，MN間有勻強(qiáng)電場(chǎng)個(gè)電粒子于電場(chǎng)方向從邊緣射入電場(chǎng)好打在N板的正中央，若不計(jì)重力。求：⑴為了粒子能剛好飛出電場(chǎng)N板應(yīng)下移動(dòng)多少？⑵若把打，為達(dá)到目的，板應(yīng)下移動(dòng)多少？解決本題的關(guān)鍵是知道帶電粒子垂直與電場(chǎng)的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中平拋運(yùn)動(dòng)。由前面學(xué)習(xí)的平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)知粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以分解沿速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)2

以及垂直于速度方向的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度是電場(chǎng)力產(chǎn)生的。設(shè)粒子以速度進(jìn)勻強(qiáng)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)為，開(kāi)始的板間電壓是U，題意可知粒子剛好打在下極板中央時(shí)，(L／2V)/2⑴開(kāi)關(guān)閉時(shí)極的電壓變?cè)O(shè)下極板向下移動(dòng)粒子剛好從下極板邊緣出來(lái)，根據(jù)題意有d'=a(L／V)/2②，由①②聯(lián)立的方程組得d'－d=d⑵若把開(kāi)關(guān)S打時(shí)，極板帶電量不變，設(shè)兩極板間電壓為，結(jié)合電容的定義式及決定式知a=qU/dm③則有仍剛好從下極板邊緣出來(lái)，設(shè)下板向下移動(dòng)，知道帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，所以有d/d'=a/a④解由①③④立的方程組得d'－d=3d例題如圖所示，在光滑絕緣水平面上有A、B兩個(gè)正點(diǎn)荷相距無(wú)窮遠(yuǎn)A的質(zhì)量為m，且靜止B的量為4m且以v正著A運(yùn)，當(dāng)AB統(tǒng)具有最大電勢(shì)能時(shí)速度分別為多少？系統(tǒng)最大電勢(shì)能是多少？聯(lián)想如圖所示，在光滑的水平面上有兩小球、持靜止，中間用輕質(zhì)彈簧相連，已知m=2m，然給A以時(shí)沖量使A速度右運(yùn)動(dòng)，問(wèn)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，此時(shí)B的度是多少？這時(shí)彈簧的彈勢(shì)能是多少？解：A速度V向運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮彈簧給B以右的彈力使從靜開(kāi)始向右做加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)A也到一個(gè)向左的彈力A開(kāi)始速度右做減速運(yùn)動(dòng)，在小球B的速未趕上A的速之前因V＞彈進(jìn)一步被壓縮一直VV時(shí)彈簧的壓縮量達(dá)到最大，故此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大。由以上分析可知V=V，彈簧的彈性勢(shì)能最大。從A以度V開(kāi)運(yùn)動(dòng)，到A、的速相等的過(guò)程中，以B系統(tǒng)，合外力為0，動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mV=(m)V，再由能量守恒定律得，此時(shí)最大的