一、整体法
方法简介
整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,把物理问题变繁为简、变难为易。
赛题精讲
例1:如图1—1所示,人和车的质量分别为m 和M ,
人用水平力F 拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向,
不计滑轮质量及摩擦,若人和车保持相对静止,且水平
地面是光滑的,则车的加速度为 。
解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才能
求解,事实上,人和车保持相对静止,即人和车有相同
的加速度,所以可将人和车看做一个整体,对整体用牛
顿第二定律求解即可。
将人和车整体作为研究对象,整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。在竖直方向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为2F ,所以有:
2F = (M + m)a ,解得:a =2F M m
例2:用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图1—2所示,今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是( )
解析:表示平衡状态的图是哪一个,关键是要求出两条轻质细绳对小球a 和小球b 的拉力的方向,只要拉力方向求出后,。图就确定了。
先以小球a 、b 及连线组成的系统为研究对象,系统共受五个力的作用,即两个重力(m a + m b )g ,作用在两个小球上的恒力F a 、F b 和上端细线对系统的拉力T 1 。因为系统处于平衡状态,所受合力必为零,由于F a 、F b 大小相等,方向相反,可以抵消,而(m a + m b )g 的方向竖直向下,所以悬线对系统的拉力T 1的方向必然竖直向上。再以b 球为研究对象,b 球在重力m b g 、恒力F b 和连线拉力T 2三个力的作用下处于平衡状态,已知恒力向右偏上30°,重力竖直向下,所以平衡时连线拉力T 2的方向必与恒力F b 和重力m b g 的合力方向相反,如图所示,故应选A 。
例3:有一个直角架AOB ,
OA 水平放置,表面粗糙,OB 竖
直向下,表面光滑,OA 上套有小
环P ,OB 上套有小环Q ,两个
环的质量均为m ,两环间由一根质
量可忽略、不何伸长的细绳相连,
并在某一位置平衡,如图1—4所
示。现将P 环向左移动一段距离,
两环再次达到平衡,那么将移动后
的平衡状态和原来的平衡状态相比,OA 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是( )
A .N 不变,T 变大
B .N 不变,T 变小
C .N 变大,T 变小
D .N 变大,T 变大
解析:先把P 、Q 看成一个整体,受力如图1—4—甲所示,则
绳对两环的拉力为内力,不必考虑,又因OB 杆光滑,则杆在竖直
方向上对Q 无力的作用,所以整体在竖直方向上只受重力和OA 杆
对它的支持力,所以N 不变,始终等于P 、Q 的重力之和。再以Q
为研究对象,因OB 杆光滑,所以细绳拉力的竖直分量等于Q 环的
重力,当P 环向左移动一段距离后,发现细绳和竖直方向夹角a 变
小,所以在细绳拉力的竖直分量不变的情况下,拉力T 应变小。由
以上分析可知应选B 。
例4:如图1—5所示,质量为M 的劈块,其左
右劈面的倾角分别为θ1 = 30°、θ2 = 45°,质量分别
为m 1
和m 2 = 2.0kg 的两物块,同时分别从左
右劈面的顶端从静止开始下滑,劈块始终与水平面保
持相对静止,各相互接触面之间的动摩擦因数均为μ =
0.20 ,求两物块下滑过程中(m 1和m 2均未达到底端)劈块受到地面的摩擦力。(g = 10m/s 2)
解析:选M 、m 1和m 2构成的整体为研究对象,把在相同时间内,M 保持静止,m 1和m 2分别以不同的加速度下滑三个过程视为一个整体过程来研究。根据各种性质的力产生的条件,在水平方向,整体除受到地面的静摩擦力外,不可能再受到其他力;如果受到静摩擦力,那么此力便是整体在水平方向受到的合外力。
根据系统牛顿第二定律,取水平向左的方向为正方向,则有:
F 合x = Ma ′+ m 1a 1x -m 2a 2x
其中a ′、a 1x 和a 2x 分别为M 、m 1和m 2在水平方向的加速度的大小,而a ′= 0 ,a 1x = g (sin30°-μcos30°) ?cos30° ,a 2x = g (sin45°-μcos45°) ?cos45° 。所以:
F 合 = m 1g (sin30°-μcos30°) ?cos30°-m 2g (sin45°-μcos45°) ?cos45°
10×(12-
-2.0×10×
-
-2.3N 负号表示整体在水平方向受到的合外力的方向与选定的正方向相反。所以劈块受到地面的摩擦力的大小为2。3N ,方向水平向右。
例5:如图1—6所示,质量为
M 的平板小车放在倾角为θ的光滑
斜面上(斜面固定),一质量为m
的人在车上沿平板向下运动时,车
恰好静止,求人的加速度。
解析:以人、车整体为研究对
象,根据系统牛顿运动定律求解。
如图1—6—甲,由系统牛顿第二定
律得:
(M + m)gsin θ = ma
解得人的加速度为a =M m m
+gsin θ 例6:如图1—7所示,质量M = 10kg 的木块ABC
静置 于粗糙的水平地面上,滑动摩擦因数μ = 0.02 ,在
木块的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m = 1.0kg 的物
块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 ,在这个过程中木块没有动,求地面对木块的
摩擦力的大小和方向。(重力加速度取g = 10/s 2)
解析:物块m 由静止开始沿木块的斜面下滑,受重力、弹力、摩擦力,在这三个恒力的作用下做匀加速直线运动,由运动学公式可以求出下滑的加速度,物块m 是处于不平衡状态,说明木块M 一定受到地面给它的摩察力,其大小、方向可根据力的平衡条件求解。此题也可以将物块m 、木块M 视为一个整体,根据系统的牛顿第二定律求解。
由运动学公式得物块m 沿斜面下滑的加速度: a =22t 0v v 2s -=2t v 2s =21.42 1.4
?= 0.7m/s 2 以m 和M 为研究对象,受力如图1—7—甲所示。由系统的牛顿第二定律可解得地面对木块M 的摩擦力为f = macos θ = 0.61N ,方向水平向左。
例7:有一轻质木板AB 长为L ,A 端用铰链固定在竖直墙上,另一端用水平轻绳CB 拉住。板上依次放着A 、B 、C 三个圆柱体,半径均为r ,重均为G ,木板与墙的夹角为θ ,如图1—8所示,不计一切摩擦,求BC 绳上的张力。
解析:以木板为研究对象,木板处于力矩平衡状态,若分别以圆柱体A 、B 、C 为研究对象,求A 、B 、C 对木板的压力,非常麻烦,且容易出错。若将A 、B 、C 整体作为研究对象,则会使问题简单化。
以A 、B 、C 整体为研究对象,整体受到重力3G 、木板的支持力F 和墙对整体的支持力F N ,其中重力的方向竖直向下,如图1—8—甲所示。合重力经过圆柱B 的轴心,墙的支持力F N 垂直于墙面,并经过圆柱C 的轴心,木板给的支持力F 垂直于木板。由于整体处于平衡状态,此三力不平行必共点,即木板给的支持力
F 必然过合重力墙的支持力F N 的交点。
根据共点力平衡的条件:ΣF = 0 ,可得:F =
3G sin θ。 由几何关系可求出F 的力臂 L = 2rsin 2θ +r sin θ+ r·cotθ 以木板为研究对象,受力如图1—8—乙所示,选A 点为
转轴,根据力矩平衡条件ΣM = 0 ,有:F ?L = T ?Lcos θ 即:213Gr(2sin cot )sin sin θ+
+θθθ= T ?Lcos θ 解得绳CB 的张力:T =3Gr L (2tan θ +21cos sin cos +θθ?θ
) 例8:质量为1.0kg 的小球从高20m 处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m ,小球与软垫接触的时间为1.0s ,在接触时间内小球受合力的冲量大小为(空气阻力不计,取g = 10m/s 2) ( )
A .10N ?s
B .20 N ?s
C .30 N ?s
D .40 N ?s
解析:小球从静止释放后,经下落、接触软垫、反弹上升三
个过程后到达最高点。动量没有变化,初、末动量均为零,如图
1—9所示。这时不要分开过程求解,而是要把小球运动的三个过
程作为一个整体来求解。
设小球与软垫接触时间内小球受到合力的冲量大小为I ,下
落高度为H 1 ,下落时间为t 1 ,接触反弹上升的高度为H 2 ,上升的时间为t 2 ,则以竖直向上为正方向,根据动量定理得: -mg ?t 1 + I -mg ?t 2
= 0
图1—8乙
图1—9
而 t 1t 2
故:?s
答案:C
例9:总质量为M 的列车以匀速率v 0在平直轨道上行驶,各车厢受的阻力都是车重的k 倍,而与车速无关。某时刻列车后部质量为m 的车厢脱钩,而机车的牵引力不变,则脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度是多少?
解析:此题求脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度,就机车来说,在车厢脱钩后,开始做匀加速直线运动,而脱钩后的车厢做匀减速运动,由此可见,求机车的速度可用匀变速直线运动公式和牛顿第二定律求解。
现在若把整个列车当作一个整体,整个列车在脱钩前后所受合外力都为零,所以整个列车动量守恒,因而可用动量守恒定律求解。
根据动量守恒定律,得:Mv 0 = (M -m)V
即:V =0Mv M m
- 即脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度为
0Mv M m -。 【说明】显然此题用整体法以列车整体为研究对象,应用动量守恒定律求解比用运动学公式和牛顿第二定律求简单、快速。
例10:总质量为M 的列车沿水平直轨道匀速前进,其末节车厢质量为m ,中途脱钩,司机发觉时,机车已走了距离L ,于是立即关闭油门,撤去牵引力,设运动中阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的,求,当列车两部分 都静止时,它们的距离是多少?
解析:本题若分别以机车和末节车厢为研究对象用运动学、牛顿第二定律求解,比较复杂,若以整体为研究对象,研究整个过程,则比较简单。
假设末节车厢刚脱钩时,机车就撤去牵引力,则机车与末节车厢同时减速,因为阻力与质量成正比,减速过程中它们的加速度相同,所以同时停止,它们之间无位移差。事实是机车多走了距离L 才关闭油门,相应的牵引力对机车多做了FL 的功,这就要求机车相对于末节车厢多走一段距离ΔS ,依靠摩擦力做功,将因牵引力多做功而增加的动能消耗掉,使机车与末节车厢最后达到相同的静止状态。所以有:
FL = f ?ΔS
其中F = μMg , f = μ(M -m)g
代入上式得两部分都静止时,它们之间的距离:ΔS =ML M m
- 例11:如图1—10所示,细绳绕过两个定滑轮A 和B ,在两端各挂 个重为P 的物体,现在A 、B 的中点C 处挂一个重为Q 的小球,Q <2P ,求小球可能下降的最大距离h 。已知AB 的长为2L ,不讲滑轮和绳之间的摩擦力及绳的质量。
解析:选小球Q 和两重物P 构成的整体为研究对象,该整体的速率从零开始逐渐增为最大,紧接着从最大又逐渐减小为零(此时小球下降的距离最大为h ),如图1—10—甲。在整过程中,只有重力做功,机械能守恒。
因重为Q 的小球可能下降的最大距离为h ,所以重为P 的两物体分别上升的最大距
L
考虑到整体初、末位置的速率均为零,故根据机械能守恒定律知,重为Q 的小球重力势能的减少量等于重为P 的两个物体重力势能的增加量,即:
-L)
从而解得:
例12:如图1—11所示,三个带电小球质量相等,
均静止在光滑的水平面上,若只释放A 球,它有加速
度a A = 1m/s 2 ,方向向右;若只释放B 球,它有加速
度a B = 3m/s 2 ,方向向左;若只释放C 球,求C 的加速度a C 。
解析:只释放一个球与同时释放三个球时,每球所受的库仑力相同。而若同时释放三个球,则三球组成的系统所受合外力为0,由此根据系统牛顿运动定律求解。
把A 、B 、C 三个小球看成一个整体,根据系统牛顿运动定律知,系统沿水平方向所受合外力等于系统内各物体沿水平方向产生加速度所需力的代数和,由此可得:
ma A + ma B + ma C = 0
规定向右为正方向,可解得C 球的加速度:
a C =-(a A + a B ) =-(1-3) = 2m/s 2
方向水平向右:
例13:如图1—12所示,内有a 、b 两个光滑活塞的圆柱形金属容器,其底面固定在水平地板上,活塞将容器分为A 、B 两部分,两部分中均盛有温度相同的同种理想气体,平衡时,A 、B 气体柱的高度分别为h A = 10cm , h B = 20cm , 两活塞的重力均忽略不
计,活塞的横截面积S = 1.0×10-3m 2 。 现用竖直向上的力F 拉活塞a , 使其缓慢地向
上移动Δh = 3.0cm ,时,活塞a 、b 均恰好处于静止状态,环境温度保护不变,求:
(1)活塞a 、b 均处于静止平衡时拉力F 多大?
(2)活塞a 向上移动3.0cm 的过程中,活塞b 移动了多少?
(外界大气压强为p 0 = 1.0×105Pa )
解析:针对题设特点,A 、B 为同温度、同种理想气体,可选
A 、
B 两部分气体构成的整体为研究对象,并把两部分气体在一同
时间内分别做等温变化的过程视为同一整体过程来研究。
(1)根据波意耳定律,p 1V 1 = p 2V 2得:p 0(10 + 20)S = p ′(10 + 20 + 3.0)S ′
从而解得整体末态的压强为p ′=1011
p 0 再以活塞a 为研究对象,其受力分析如图1—12甲所示,因活塞a 处于平衡状态,故有:F + p ′S = p 0S
从而解得拉力:
F = (p 0-p ′)S = (p 0-1011p 0)S =111p 0S =111
×1.0×105×1.0×10-3 = 9.1N (2)因初态A 、B 两气体的压强相同,温度相同,分子密度相同,末态两气体的压强相同,温度相同,分子密度相同,故部分气体
体积变化跟整体气体体积变化之比,必然跟原来它们的体积成正比,
即:
B h h ??=B A B
h h h + 所以活塞b 移动的距离:Δh B =B A B h h h +Δh =201020
+×3.0 = 2.0cm 例14:一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封
闭在上端开口的直立圆筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,如
图1—13所示,最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上,气
体柱的高度为H 0 ,压强等于大气压强p 0 。现对气体缓慢
加热,当气体温度升高了ΔT = 60K 时,活塞(及铁砂)开
始离开卡环而上升。继续加热直到气柱高度为H 1 = 1.5H 0 。
此后,在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂,直到铁砂全
部取走时,气柱高度变为H 2 = 1.8H 0 ,求此时气体的温度。
(不计活塞与气缸之间的摩擦)
解析:气缸内气体的状态变化可分为三个过程:等容变化→等压变化→等温变化;因为气体的初态压强等于大气压p 0 ,最后铁砂全部取走后气体的压强也等于大气压p 0 ,所以从整状态变化来看可相当于一个等压变化,故将这三个过程当作一个研究过程。
根据盖·吕萨克定律:01H S T =22
H S T ① 再隔离气体的状态变化过程,从活塞开始离开卡环到把温度升到H 1时,气体做等压
变化,有:01H S T T +?=12
H S T ② 解①、②两式代入为数据可得:T 2=540K
例15:一根对称的“∧”形玻璃管置于竖直平面内,
管所有空间有竖直向上的匀强电场,带正电的小球在管内从
A 点由静止开始运动,且与管壁的动摩擦因数为μ ,小球
在B 端与管作用时无能量损失,管与水平面间夹角为θ ,
AB 长L ,如图1—14所示,求从A 开始,小球运动的总
路程是多少?(设小球受的电场力大于重力)
解析:小球小球从A 端开始运动后共受四个力作用,电场力为qE 、重力mg 、管壁 支持力N 、摩擦力f ,由于在
起始点A 小球处于不平衡状态,因此在斜管上任何位置都是不平衡的,小球将做在“∧”管内做往复运动,最后停在B 处。若以整个运动过程为研究对象,将使问题简化。
以小球为研究对象,受力如图1—14甲所示,由于电场力和重力做
功与路径无关,而摩擦力做功与路径有关,设小球运动的总路程为s ,由
动能定理得:
qELsin θ-mgLsinθ-fs = 0 ①
又因为f = μN ②
N = (qE -mg)cos θ ③ 所以由以上三式联立可解得小球运动的总路程:s =Ltan θμ
例16:两根相距d = 0.20m 的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B = 0.2T ,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r = 0.25Ω ,回路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v = 5.0m/s ,如图1—15所示。不计导轨上的摩擦。
(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小;
(2)求两金属细杆在间距增加0.40m 的滑动过程
中共产生的热量。
解析:本题是电磁感应问题,以两条细杆组成的回路整体为研究对象,从力的角度看,细杆匀速移动,拉
力跟安培力大小相等。从能量的角度看,外力做功全部转化为电能,电又全部转化为内能。根据导线切割磁感线产生感应电动势公式得:ε总 = 2BLv
从而回路电流:I =2Blv 2r
由于匀速运动,细杆拉力:F = F 安 = BIl =22B l v r
= 3.2×10-2N 根据能量守恒有:Q = Pt = 2Fvt = Fs = 1.28×10-
2J
即共产生的热量为1.28×10-2J 。
例17:两金属杆ab 和cd 长均为l ,电阻均为R ,质量分别为M 和m , M >m 。 用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置,如图1—16
所示。整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中,磁感应
强度为B 。若金属杆ab 正好匀速向下运动,求运动的速度。
解析:本题属电磁感应的平衡问题,确定绳上的拉力,可选
两杆整体为研究对,确定感应电流可选整个回路为研究对象,确
定安培力可选一根杆为研究对象。设匀强磁场垂直回路平面向
外,绳对杆的拉力为T ,以两杆为研究对象,受力如1—16甲所
示。因两杆匀速移动,由整体平衡条件得: 4T = (M + m)g ①
对整个回路由欧姆定律和法拉第电磁感应定律得: I =BlV 2R
② 对ab 杆,由于杆做匀速运动,受力平衡:
BIl + 2T -Mg = 0 ③
联立①②③三式解得:v =22(M m)gR 2B l 针对训练
1.质量为m 的小猫,静止于很长的质量为M 的吊杆上,如图1—17所示。在吊杆上端悬线断开的同时,小猫往上爬,若猫的高度不变,求吊杆的加速度。(设吊杆下端离地面足够高)
图1—17 图1—18
2.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空中下落的过程称为过程I ,进入泥潭直到停止的过程称为过程II ,则( )
A 、过程I 中钢珠动量的改变量等于它重力的冲量
B 、过程II 中阻力的冲量的大小等于全过程中重力冲量的大小
C 、过程II 中钢珠克服阻力所做的功等于过程I 与过程II 中钢珠所减少的重力势能之和
D 、过程II 中损失的机械能等于过程I 中钢珠所增加的动能
3.质量为m 的运动员站在质量为m 2
的均匀长板AB 的中点,板位于水平面上,可绕通过B 点的水平轴转动,板的A 端系有轻绳,轻绳的另一端绕过两个定滑轮后,握在运动员手中。当运动员用力拉绳时,滑轮两侧的绳子都保持在竖直方向,如图1—18所示。要使板的A 端离开地面,运动员作用于绳子的最小拉力是 。
4.如图1—19,一质量为M 的长木板静止在光滑水平桌面
上。一质量为m 的小滑块以水平速度v 0从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板。滑块刚离开木板时的速度为0v 3
。若把该木板固定在水平桌面上,其他条件相同,求滑决离开木
板时的速度v 。
5.如图1—20所示为一个横截面为半圆,半径为R 的光滑圆柱,一根不可伸长的细绳两端分别系着小球A 、B ,且m A = 2m B ,由图示位置从静止开始释放A 球,当小球B 达到半圆的顶点时,求线的张力对小球A 所做的功。
6.如图1—21所示,AB 和CD 为两个斜面,其上部足够长,下部分别与一光滑圆弧面相切,EH 为整个轨道的对称轴,圆弧所对圆心角为120°,半径为2m ,某物体在离弧底H 高h = 4m 处以V 0 = 6m/s 沿斜面运动,物体与斜面的摩擦系数μ = 0.04 ,求物体在AB 与CD 两斜面上(圆弧除外)运动的总路程。(取g = 10m/s 2)
7.如图1—22所示,水平转盘绕竖直轴OO ′转动,两木块质量分别为M 与m ,到轴线的距离分别是L 1和L 2 ,它们与转盘间的最大静摩擦力为其重力的μ倍,当两木块用水平细绳连接在一起随圆盘一起转动并不发生滑动时,转盘最大角速度可能是多少?
8.如图2—23所示,一质量为M ,长为l 的长方形木板B ,放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m 的小木块,且m <M 。现以地面为参考系,给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度,使A 开始向左运动,B 开始向右运动,且最后A 没有滑离木板B ,求以地面为参考系时小木块A 的最大位移是多少?摩
擦力做的功是多大?
9.如图1—24所示,A 、B 是体积相同的气缸,
B 内有一导热的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞
C 、
D 为不导热的阀门。起初,阀门关闭,A 内装有压强P 1 = 2.0×105Pa ,温度T 1 = 300K 的氮气。B 内装有压强P 2 = 1.0×105Pa ,温度T 2 = 600K 的氧气。阀门打开后,活塞C 向右移动,最后达到平衡。以V 1和V 2分别表示平衡后氮气和氧气的体积,则V 1∶V 2 = 。(假定氧气和氮气均为理想气体,并与外界无热交换,连接气体的管道体积可忽略)
10.用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成A 、B 两部分,其体 积之比V A ∶V B = 2∶1 ,如图1—25所示。起初A 中有温度为127℃ ,压强为1.8×105Pa 的空气,B 中有温度27℃ ,压强为1.2×105Pa 的空气。拔出销钉,使活塞可以无摩擦地移动(不漏气)。由于容器缓慢导热,最后气体都变成室温27℃ ,活塞也停住,求最后A 中气体的压强。
11.如图1—26所示,A 、B 、C 三个容器内装有同种气体,已知V A = V B = 2L ,V C = 1L ,T A = T B = T C = 300K ,阀门D 关闭时p A = 3atm ,p B = p C = 1atm 。若将D 打开,A 中气体向B 、C 迁移(迁移过程中温度不变),当容器A 中气体压强降为P a ′= 2atm 时,关闭D ;然后分别给B 、C 加热,使B 中气体温度维持T b ′= 400K ,C 中气体温度维持T c ′= 600K ,求此时B 、C 两容器内气体的压强(连通三容器的细管容积不计)。
12.如图1—27所示,两个截面相同的圆柱形容器,右边容器高为H ,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的。开始时,阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T 0的单原子理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H ,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体
的温度。(提示:一摩尔单原子理想气体的内能为32
RT ,其中R 为摩尔气体常量,T 为气体的热力学温度。)
13.如图1—28所示,静止在光滑水平面上已经充电的平行板电
容器的极板距离为d ,在板上开个小孔,电容器固定在一绝缘底座
上,总质量为M ,有一个质量为m 的带正电的小铅丸对准小孔水平
向左运动(重力不计),铅丸进入电容器后,距左极板的最小距离为d 2,求此时电容器已移动的距离。
14.一个质量为m ,带有电量-q 的小物体,可在水平轨道OX 上运动,O 端有一与轨道垂直的固定墙壁,轨道处于匀强电场中,场强大小
为E ,方向沿OX 正方向,如图1—29所示,小物体以
初速v 0从x 0点沿Ox 运动时,受到大小不变的摩擦力f
的作用,且f <qE ;设小物体与墙碰撞时不损失机械能,
且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程s 。
15.如图1—30所示,一条长为L 的细线,上端固定,下端拴一质量为m 的带电小球。将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E ,方向是水平的,已知当细线离开竖直位置的偏角为α时,小球处于平衡。求:
(1)小球带何种电荷?小球所带的电量;
(2)如果使细线的偏角由α增大到φ ,然后将小球由静止开始释放,则φ应为多大,
才能使在细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零?
16.把6只相同的电灯泡分别接成如图1—31所示的甲乙两种电路,两电路均加上U 等于12V 的恒定电压,分别调节变阻器R 1和R 2 ,使6只灯泡均能正常工作,这时甲乙两种电路消耗的总功率分别为P 1和P 2 ,试找出两者之间的关系。
17.如图1—32所示,在竖直方向的x 、y 坐标系中,在x
轴上方有一个有界的水平向右的匀强电场,场强为E ,x 轴的下
方有一个向里的匀强磁场,场强为B 。现从A 自由释放一个带电
量为-q 、质量为m 的小球,小球从B 点进入电场,从C 点进入
磁场,从D 点开始做水平方向的匀速直线运动。已知A 、B 、C
点的坐标分别为(0 ,y 1)、(0 ,y 2)、(-x ,0),求D 点的纵坐标y 3 。
参考答案
1、(1 +m M
)g 2、ABC
3、12
mg 4、
0t
3
5、19m A gR
6、290m
7
8、s =
2ml M m +,W = μmgl
9、4∶1
10、1.3×105Pa
11、2.5atm
12、h =2
5
H ,T =
7
5
T0
13、mg 4M
14、
2
00 2qEx mv
2f
+
15、(1)正电,c =mg
E
tanα,(2)φ = 2α
16、P1 = 2P2
17、y3 =-(1
2
?
2
22
m g
q B
-y1-
qE
mg
x)
高中物理解题方法指导 物理题解常用的两种方法: 分析法的特点是从待求量出发,追寻待求量公式中每一个量的表达式,(当然结合题目所给的已知量追寻),直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”,是一种很好的方法应当熟练掌握。 综合法,就是“集零为整”的思维方法,它是将各个局部(简单的部分)的关系明确以后,将各局部综合在一起,以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手,将各已知量联系到的量(据题目所给条件寻找)综合在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的,分析的目的是综合,综合应以分析为基础,二者相辅相成。 正确解答物理题应遵循一定的步骤 第一步:看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白不可能都不明白,不懂之处是哪哪个关键之处不懂这就要集中思考“难点”,注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯:不懂题,就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂,对象很多,须用的规律较多,关系复杂且隐蔽,这时就应当将习题“化整为零”,将习题化成几个过程,就每一过程进行分析。 第二步:在看懂题的基础上,就每一过程写出该过程应遵循的规律,而后对各个过程组成的方程组求解。 第三步:对习题的答案进行讨论.讨论不仅可以检验答案是否合理,还能使读者获得进一步的认识,扩大知识面。 四、电场解题的基本方法 本章的主要问题是电场性质的描述和电场对电荷的作用,解题时必须搞清描述电场性质的几个物理量和研究电场的各个规律。 1、如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能 (1)先分析所研究的电场是由那些场电荷形成的电场。
(2)搞清电场中各物理量的符号的含义。 (3)正确运用叠加原理(是矢量和还是标量和)。 下面简述各量符号的含义: ①电量的正负只表示电性的不同,而不表示电量的大小。 ②电场强度和电场力是矢量,应用库仑定律和场强公式时,不要代入电量的符号,通过运算求出大小,方向应另行判定。(在空间各点场强和电场力的方向不能简单用‘+’、‘-’来表示。) ③电势和电势能都是标量,正负表示大小.用qU =ε进行计算时,可以把它们的符号代入,如U 为正,q 为负,则ε也为负.如U 1>U 2>0,q 为负,则021<<εε。 ④ 电场力做功的正负与电荷电势能的增减相对应,W AB 为正(即电场力做正功)时,电荷的电势能减小,B A εε>;W AB 为负时,电荷的电势能增加B A εε<。所以,应用 B A B A AB U U q W εε-)=-(=时可以代人各量的符号,来判定电场力做功的正负。当然 也可以用)-(B A U U q 求功的大小,再由电场力与运动方向来判定功的正负。但前者可直接求比较简便。 2、如何分析电场中电荷的平衡和运动 电荷在电场中的平衡与运动是综合电场;川力学的有关知识习·能解决的综合性问题,对加深有关概念、规律的理解,提高分析,综合问题的能力有很大的作用。这类问题的分析方法与力学的分析方法相同,解题步骤如下: (1)确定研究对象(某个带电体)。 (2)分析带电体所受的外力。 (3)根据题意分析物理过程,应注意讨论各种情况,分析题中的隐含条件,这是解题的关键。 (4)根据物理过程,已知和所求的物理量,选择恰当的力学规律求解。 (5)对所得结果进行讨论。 【例题4】 如图7—3所示,如果H 3 1 (氚核)和He 2 4(氦核)垂直电场强度方向进入同
高中物理答题技巧归纳大全 一,考场中心态的保持 心态“安静”:心静自然“凉”,脑子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰。心静如水,超然物外,成为时间的主人、学习的主人。情绪稳定,效率提高。心不静,则心乱如麻,心神不定,心不在焉,如坐针毡,眼在此而心在彼,貌似用功,实则骗人。 二,高中物理选择题的答题技巧 选择题一般考查学生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理和定量计算。解答选择题时,要注意以下几个问题: 每一选项都要认真研究,选出最佳答案,当某一选项不敢确定时,宁可少选也不错选。 注意题干要求,让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。 相信第一判断:凡已做出判断的题目,要做改动时,请十二分小心,只有当你检查时发现第一次判断肯定错了,另一个百分之百是正确答案时,才能做出改动,而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学这一点尤为重要。 做选择题的常用方法: 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。
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。 极限分析法:将某些物理量取极限,从而得出结论的方法。 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。 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。 物理实验题的做题技巧 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: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。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。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。 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
谈高中物理解题方法和技能 【摘要】在物理教学中,提高学生的各种能力是十分必要的。新课程要求的三维目标的实现,落实到具体内容上,必然与学生的思维习惯、智力水平、解题方法相关联,再从目前高考的角度,考查学生思维能力、思维方法、创新能力成为重点。所以为提高学生智力水平、创新能力,总结一些解题方法,体会一些解题技巧,是十分必要的。 【关键词】高中物理解题方法技能 不少学生进入高中后,他们都反映物理难学。平时上课都听得懂,公式也记得很清楚, 但是一遇到稍难的题目就不会做,非常苦恼。 经过多年的高中物理教学实践, 我觉得要学好高中物理,首先要能将题目抽象成物理模型, 其次要有扎实的数学功底,最后必须有巧妙的解题方法。 一、常用的解题方法 1.观察法 观察法是学习物理最基本的方法, 是科学归纳的必要条件。学生对学习活动的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。 常用观察方法有: (1)观察重点, 排除无关因素的干扰。(2)前后对比观察, 抓住因果关系。(3)正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时,多采用一些正反对比的方法,可以加深学生理解知识,拓宽思路。 2.解析法 解析法是综合法的逆过程, 它是从未知到已知的推理思维方法,是从局部到整体的一种思维过程。其优点在于把复杂的物理过程分解为简单的要素分别进行分析, 便于从中找出最主要的,起决定性的物理要素和规律。具体是从待求量的分析入手, 从相关的物理概念或公式中去追求到已知量的一种方法。要求这个量, 必须知道哪些量,逐步寻求直至全部找出相的物理过程和已知的关系, 尔后再由已知量求出未知量。 3.综合法 综合法是通过题设条件, 按顺序对已知条件的物理各过程和各因素起来进行综合分析推出未知的思维方法。即从已知到未知的思维方法,是从整体到局部的一种思维过程。此法要求从读题开始,注意题中能划分多少个不同过程或不
高中物理解题方法---整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节.在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。合理选择研究对象会使问题简化,反之,会使问题复杂化,甚至使问题无法解决。隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。 隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。 整体法是将几个物体看作一个整体,或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。隔离法和整体法看上去相互对立,但两者在本质上是统一的,因为将几个物体看作一个整体之后,还是要将它们与周围的环境隔离开来的。 这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。 对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可采用整体法。如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法。对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。 一、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( ) A .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右 B .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左 C .有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定 D .没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D . 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么? 【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q ,两环 质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连, 并在某一位置平衡,如图。现将P 环向左移一小段距离,两环再 A O B P Q
高考物理复习高中物理解题方法归类总结 (高中物理例题解析) 方法一:图像法解题 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义
在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度,在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻,不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中,根据得出的一组数据作出U-I图像,如图所示,由图像得出电池的电动势E=______ V,内电阻r=_______ Ω. 【解析】电源的U-I图像是经常碰到的,由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V,图线与横轴的截距0.6 A是路端电压为0.80伏特时的电流,(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0.6 A当作短路电流,而得出r=E/I 短=2.5Ω的错误结论.)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω 3.挖掘交点的潜在含意
一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注.如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”. 例2、A、B两汽车站相距60 km,从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车,行驶速度为60 km/h.(1)如果在A站第一辆汽车开出时,B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像,如图所示. 从图中可一目了然地看出:(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时,B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点),这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车.(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多,它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发,即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A 站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点),所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车.(3)如果B站汽车与A站汽
高中物理解题方法专题指导 方法专题一:图像法解题 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义 在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度,在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻,不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中, 根据得出的一组数据作出U-I图像,如图所示, 由图像得出电池的电动势E=______ V,内电阻 r=_______ Ω. 3.挖掘交点的潜在含意 一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注.如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”. 例2、A、B两汽车站相距60 km,从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车,行驶速度为60 km/h.(1)如果在A站第一辆汽车开出时,B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车?
高中物理-常考题型与解题方法全汇总 题型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. 题型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。 题型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。 题型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
物理快速解题技巧 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 (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=Mg B.Mg <F <(M+m )g C .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 θ 图2-2-1 θ mg T F 合 图2-2-2 θ mg F 合 T 图2-2-3 图2-2-4
高中物理图像法解题方法专题指导 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义 在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度,在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻,不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中,根据得出 的一组数据作出U-I图像,如图所示,由图像得出电池的 电动势E=______ V,内电阻r=_______ Ω. 3.挖掘交点的潜在含意 一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中 往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注.如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”. 例2、A、B两汽车站相距60 km,从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车,行驶速度为60 km/h.(1)如果在A站第一辆汽车开出时,B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 例3、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安 特曲线,则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“100 v、 100 W”的定值电阻与此灯泡串联接在100v的电压上,设 定值电阻的阻值不随温度而变化,则此灯泡消耗的实际功率为 多大? 4.明确面积的物理意义
高中物理解题方法指导高考物理 知识点及易错点 物理题解常用的两种方法: 分析法的特点是从待求量出发,追寻待求量公式中每一个量的表达式,(当然结合题目所给的已知量追寻),直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”,是一种很好的方法应当熟练掌握。 综合法,就是“集零为整”的思维方法,它是将各个局部(简单的部分)的关系明确以后,将各局部综合在一起,以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手,将各已知量联系到的量(据题目所给条件寻找)综合在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的,分析的目的是综合,综合应以分析为基础,二者相辅相成。
正确解答物理题应遵循一定的步骤 第一步:看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白?不可能都不明白,不懂之处是哪?哪个关键之处不懂?这就要集中思考“难点”,注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯:不懂题,就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂,对象很多,须用的规律较多,关系复杂且隐蔽,这时就应当将习题“化整为零”,将习题化成几个过程,就每一过程进行分析。 第二步:在看懂题的基础上,就每一过程写出该过程应遵循的规律,而后对各个过程组成的方程组求解。 第三步:对习题的答案进行讨论.讨论不仅可以检验答案是否合理,还能使读者获得进一步的认识,扩大知识面。 一、静力学问题解题的思路和方法 1.确定研究对象:并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换,一种情况是换为另一物体,一种情况是包括原“对象”只是扩大范围,将另一物体包括进来。 2.分析“对象”受到的外力,而且分析“原始力”,不要边分析,边处理力。以受力图表示。 3.根据情况处理力,或用平行四边形法则,或用三角形法则,或用正交分解法则,提高力合成、分解的目的性,减少盲目性。 4.对于平衡问题,应用平衡条件∑F=0,∑M=0,列方
高中物理解题方法之逆向思维法 江苏省特级教师 戴儒京 内容提要:本文通过几道物理题的解法分析,阐述逆向思维解题方法的几种应用:一、在解题程序上逆向思维;二、在因果关系上逆向思维;三、在迁移规律上逆向思维。 所谓“逆向思维”,简单说来就是“倒过来想一想”。这种方法用于解物理题,特别是某些难题,很有好处。下面通过高考物理试卷中的几道题的解法分析,谈谈逆向思维解题法的应用的几种情况。 一、 在解题程序上逆向思维 解题程序,一般是从已知到未知,一步步求解,通常称为正向思维。但有些题目反过来思考,从未知到已知逐步推理,反而方便些。 例1.如图1所示, 图1 一理想变压器的原副线圈分别由双线圈ab 和cd (匝数都为n 1)、ef 和gh (匝数都为n 2)组成。用I 1和U 1表示输入电流和电压,用I 2和U 2表示输出电流和电压。在下列四种接法中,符合关系1 2212121,n n I I n n U U ==的有: (A ) b 与c 相连,以a 、d 为输入端;f 与g 相连,以e 、h 为输入端。 (B ) b 与c 相连,以a 、d 为输入端;e 与g 相连、f 与h 相连作为输入端。 (C ) a 与c 相连,b 与d 相连作为输入端;f 与g 相连,以e 、h 为输出端。 (D ) a 与c 相连,b 与d 相连作为输入端;e 与g 相连、f 与h 相连作为输出端。 析与解:一般的选择题,是从题干所给的已知条件去求解,解出结果与选项比较,哪个正确选哪个。但本题我们不能根据两个公式去求解法,而只能逐一选项讨论哪种解法能得出题干给出的公式。 对(A ),初级ab 和cd 两线圈串联,总匝数为2 n 1,次级ef 和gh 两线圈亦串联,总
" 高中物理解题方法指导 (完整版) 物理题解常用的两种方法: 分析法的特点是从待求量出发,追寻待求量公式中每一个量的表达式,(当然结合题目所给的已知量追寻),直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”,是一种很好的方法应当熟练掌握。 综合法,就是“集零为整”的思维方法,它是将各个局部(简单的部分)的关系明确以后,将各局部综合在一起,以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手,将各已知量联系到的量(据题目所给条件寻找)综合在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的,分析的目的是综合,综合应以分析为基础,二者相辅相成。 正确解答物理题应遵循一定的步骤 - 第一步:看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白不可能都不明白,不懂之处是哪哪个关键之处不懂这就要集中思考“难点”,注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯:不懂题,就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂,对象很多,须用的规律较多,关系复杂且隐蔽,这时就应当将习题“化整为零”,将习题化成几个过程,就每一过程进行分析。 第二步:在看懂题的基础上,就每一过程写出该过程应遵循的规律,而后对各个过程组成的方程组求解。 第三步:对习题的答案进行讨论.讨论不仅可以检验答案是否合理,还能使读者获得进一步的认识,扩大知识面。 一、静力学问题解题的思路和方法 1.确定研究对象:并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换,一种情况是换为另一物体,一种情况是包括原“对象”只是扩大范围,将另一物体包括进来。 2.分析“对象”受到的外力,而且分析“原始力”,不要边分析,边处理力。以受力图表示。 3.根据情况处理力,或用平行四边形法则,或用三角形法则,或用正交分解法则,提高力合成、分解的目的性,减少盲目性。 ^ 4.对于平衡问题,应用平衡条件∑F=0,∑M=0,列方程求解,而后讨论。 5.对于平衡态变化时,各力变化问题,可采用解析法或图解法进行研究。 静力学习题可以分为三类: ①力的合成和分解规律的运用。 ②共点力的平衡及变化。 ③固定转动轴的物体平衡及变化。
高中物理解题方法高考物理知识点总结物理题解常用的两种方法: 分析法的特点是从待求量出发,追寻待求量公式中每一个量的表达式,(当然结合题目所给的已知量追寻),直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确”,是一种很好的方法应当熟练掌握。 综合法,就是“集零为整”的思维方法,它是将各个局部(简单的部分)的关系明确以后,将各局部综合在一起,以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手,将各已知量联系到的量(据题目所给条件寻找)综合在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的,分析的目的是综合,综合应以分析为基础,二者相辅相成。 正确解答物理题应遵循一定的步骤 第一步:看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白?不可能都不明白,不懂之处是哪,哪个关键之处不懂,这就要集中思考“难点”,注意挖掘“隐含条件。”要养成这样一个习惯:不懂题,就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂,对象很多,须用的规律较多,关系复杂且隐蔽,这时就应当将习题“化整为零”,将习题化成几个过程,就每一过程进行分析。 第二步:在看懂题的基础上,就每一过程写出该过程应遵循的规律,而后对各个过程组成的方程组求解。 第三步:对习题的答案进行讨论(讨论不仅可以检验答案是否合理,还能使读者获得进一步的认识,扩大知识面。 一、静力学问题解题的思路和方法
1.确定研究对象:并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换,一种情况是换为另一物体,一种情况是包括原“对象”只是扩大范围,将另一物体包括进来。 2.分析“对象”受到的外力,而且分析“原始力”,不要边分析,边处理力。以受力图表示。 3.根据情况处理力,或用平行四边形法则,或用三角形法则,或用正交分解法则,提高力合成、分解的目的性,减少盲目性。 4.对于平衡问题,应用平衡条件?F,0,?M,0,列方程求解,而后讨论。 5.对于平衡态变化时,各力变化问题,可采用解析法或图解法进行研究。 静力学习题可以分为三类: ? 力的合成和分解规律的运用。 ? 共点力的平衡及变化。 ? 固定转动轴的物体平衡及变化。 认识物体的平衡及平衡条件 ,对于质点而言,若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运动,即加速度为零,则称为平衡,欲使质点平衡须有?F,0。若将各力正交分解则 有:?F,0,?F,0 。 XY ,对于刚体而言,平衡意味着,没有平动加速度即,0,也没有转动加速度即,,0(静止或匀逮转动),此时应有:?F,0,?M,0。 这里应该指出的是物体在三个力(非平行力)作用下平衡时,据?F,0可以引伸得出以下结论: be carried out in time rust and antirust paint twice. While skeleton construction curtain wall fireproof, antisepsis, mine should be simultaneously, all skeletons complete after the required time and
高一物理实验题解题方法归纳 实验,是自然科学的研究方法之一,高中物理实验是解决物理问题的一种途径,学好高中物理实验的复就至关重要。下面是给大家带来的高一物理实验题方法,希望能帮助到大家! 高一物理实验题方法1 常用的高中物理实验方法之控制变量法 在高中物理实验中,常有多个因素在变化,造成规律不易表现出来,这时可以先控制一些物理量不变,依次研究某一个因素的影响和利用。控制变量法是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。 常用的高中物理实验方法之等效替代法 等效替代法是在保证某种效果相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理实验问题和物理实验过程来研究和处理的方法。等效替代法是物理方法既是科学家研究问题的方法,也是高中学生在学习物理中常用的方法。 常用的高中物理实验方法之累积法
爱高中物理实验中把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。 常用的高中物理实验方法之放大法 对于高中物理实验中微小量或小变化的观察,可采用放大的方法。例如游标卡尺、放大镜、显微镜等仪器都是按放大原理制成的。 高一物理实验题方法2 解题技巧1.对于多体问题,要正确选取研究对象,善于寻找相互联系 选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键。选取研究对象需根据不同的条件,或采用隔离法,即把研究对象从其所在的系统中抽取出来进行研究;或采用整体法,即把几个研究对象组成的系统作为整体来进行研究;或将隔离法与整体法交叉使用。 解题技巧2.对于多过程问题,要仔细观察过程特征,妥善运用物理规律 观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件,如物体的受力情况、状态参量等,以便运用相应的物理规律
高考物理解题技巧与时间分配 (一)选择题 1、分时间以课标卷高考为例,高考物理一共8个选择题,按照高考选择题总时间在35--45 分钟的安排,物理选择题时间安排在15一25 分钟为宜,大约占所有选择题的一半时间(由于生物选择题和化学选择题的计算量不大,很多题目可以直接进行判断,所以物理选择题所占的时间比例应稍大些).在物理的8个选择题中,时间也不能平均分配,一般情况下,选择题的难度会逐渐增加,物理选择题也不会例外,难度大的题目大约需要 3 分钟甚至更长一点的时间,而难度较小的选择题一般 1 分钟就能够解决了, 7、8个选择题中,按照 2 : 5 : 1 的关系,一般有 2 个简单题目, 4、5个中档题目和 1 个难度较大的题目(开始时难题较少)。 2 .析本质 选择题一般考查的是考生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理,很少有较复杂的计算.解题时一定要注意一些关键词,例如“不正确的”“可能”与“一定”的区别,要讨论多种可能性.不要挑题做,应按题号顺序做,而且开始应适当慢一点,这样刚上场的紧张心情会逐渐平静下来,做题思维会逐渐活跃,不知不觉中能全身心进入状态.一般地
讲,如遇熟题,题图似曾相识,应陈题新解;如遇陌生题,题图陌生、物理情景陌生,应新题常规解,如较长时间分析仍无思路,则应暂时跳过去,先做下边的试题,待全部能做的题目做好后,再来慢慢解决(此时解题的心情已经会相对放松,状态更易发挥).确实做不出来时,千万不要放弃猜答案的机会,先用排除法排除能确认的干扰项,如果能排除两个,其余两项肯定有一个是正确答案,再随意选其中一项,即使一个干扰项也不能排除仍不要放弃,四个选项中随便选一个.尤其要注意的是,选择题做完后一定要立即涂卡. 3 .巧应对 高考物理选择题是所有学科中选择题难度最大的,主要难点有以下几种情况:一是物理木身在各个学科中就属于比较难的学科;二是物理选择题是不定项选择,题目答案个数不确定,造成在选择的时候瞻前顾后,不得要领;三是大部分选择题综合性很高,涉及的知识点比计算题和填空题还要多,稍有不慎,就会顾此失彼;四是有些选择题本身就是小型的计算题,计算量并不比简单的计算题小. 虽然说高考物理选择题在解决的时候有这样那样的困难,但是如果方法选择好,解决起来还是有章可循的,为了能够在处理高考选择题时游刃有余,我们首先要了解选择题一般的特点,把高考选择题进行分类,然后根据各自的类型研究对策.
高中物理答题技巧归纳 教育话题 03-31 22:21 一、环境“安静” 鸦雀无声,无人走动,无声说话、交流,无人随意进出。每一个人充分沉浸在难得的静谧之中。以享受维护安静环境为荣,以影响破坏安静环境为耻。 二、心态“安静” 心静自然“凉”,脑子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰。心静如水,超然物外,成为时间的主人、学习的主人。情绪稳定,效率提高。心不静,则心乱如麻,心神不定,心不在焉,如坐针毡,眼在此而心在彼,貌似用功,实则骗人。 三、选择题的答题技巧 选择题一般考查学生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理和定量计算。解答选择题时,要注意以下几个问题: 1、每一选项都要认真研究,选出最佳答案,当某一选项不敢确定时,宁可少选也不错选。 2、注意题干要求,让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。 3、相信第一判断:凡已做出判断的题目,要做改动时,请十二分小心,只有当你检查时发现第一次判断肯定错了,另一个百分之百是正确答案时,才能做出改动,而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学这一点尤为重要。 4、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。 四、实验题的答题技巧 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,滑动触头位臵都应考虑周全。 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(仪器位臵要对应);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。 3、设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意,明确实验目的,应用迁移能力,联想相关实验原理。一定要强调四性(科学性、安全性、准确性、简便性),如在设计电学实验时,要把安全性放在第一位,同时还要尽可能减小实验的误差,避免出现大量程测量小数值的情况。
第一讲:隔离法 方法简介 隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。 例1:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上, 如图所示,如果它们分别受到水平推力F1和F2作用,且F1>F2,则物体1施于物体2的作用力的大小为() A.F1 B.F2 C.1/2(F1+F2) D.1/2(F1-F2) 例2:如图在光滑的水平桌面上放一物体A,A上再放一物体B,A、B间有摩擦。施加一水平力F于B,使它相对于桌面向右运运,这时物体A 相对于桌面() A.向左动 B.向右动 C.不动 D.运动,但运动方向不能判断 例3:如图所示,已知物块A、B的质量分别为m1、m2,A、B间的摩 擦因数为μ1,A与地面之间的摩擦因数为μ2,在水平力F的推动下,要使A、B一起运动而B不至下滑,力F至少为多大?
例4:如图所示,用轻质细绳连接的A和B两个物体,沿着倾角为α的 斜面匀速下滑,问A与B之间的细绳上有弹力吗? 例5 如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m0的平 盘,盘中有一物体质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘,使弹簧再伸长△L后停止.然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于() A. B. C. D. 例6 如图所示,AO是质量为m的均匀细杆,可绕O轴在竖直平面内自动转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡,已知杆的倾角为θ,AP长度是杆长的1/4,各处的摩擦都不计,则挡板对圆柱体的作用力等于。
高中物理大题的答题规范与解题技巧 计算题通常被称为“大题”,其原因是:此类试题一般文字叙述量较大,涉及多个物理过程,所给物理情境较复杂;涉及的物理模型较多且不明显,甚至很隐蔽;要运用较多的物理规律进行论证或计算才能求得结论;题目的赋分值也较重.从功能上讲,计算题能很全面地考查学生的能力,它不仅能很好地考查学生对物理概念、物理规律的理解能力和根据已知条件及物理事实对物理问题进行逻辑推理和论证的能力,而且还能更有效地考查学生的综合分析能力及应用数学方法处理物理问题的能力.因此计算题的难度较大,对学生的要求也比较高.要想解答好计算题,除了需要扎实的物理基础知识外,还需要掌握一些有效的解题方法. 答题规范 每年高考成绩出来,总有一些考生的得分与自己的估分之间存在着不小的差异,有的甚至相差甚远.造成这种情况的原因有很多,但主要原因是答题不规范.表述不准确、不完整,书写不规范、不清晰,卷面不整洁、不悦目,必然会造成该得的分得不到,不该失的分失掉了,致使所答试卷不能展示自己的最高水平.因此,要想提高得分率,取得好成绩,在复习过程中,除了要抓好基础知识的掌握、解题能力的训练外,还必须强调答题的规范,培养良好的答题习惯,形成规范的答题行为.对考生的书面表达能力的要求,在高考的《考试大纲》中已有明确的表述:在“理解能力”中有“理解所学自然科学知识的含义及其适用条件,能用适当的形式(如文字、公式、图或表)进行表达”;在“推理能力”中有“并能把推理过程正确地表达出来”,这些都是考纲对考生书面表达能力的要求.物理题的解答书写与答题格式,在高考试卷上还有明确的说明:解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出答案的不能得分;有数字计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位.评分标准中也有这样的说明:只有最后答案而无演算过程的,不给分;解答中单纯列出与解答无关的文字公式,或虽列出公式,但文字符号与题目所给定的不同,不给分.事实上,规范答题体现了一个考生的物理学科的基本素养.然而,令广大教育工作者担忧的是,这些基本素养正在逐渐缺失.在大力倡导素质教育的今天,这一现象应引起我们足够的重视.本模块拟从考生答题的现状及成因,规范答题的细则要求,良好素养的培养途径等方面与大家进行探讨. 一、必要的文字说明 必要的文字说明的目的是说明物理过程和答题依据,有的同学不明确应该说什么,往往将物理解答过程变成了数学解答过程.答题时应该说些什么呢?我们应该从以下几个方面给予考虑: 1.说明研究对象(个体或系统,尤其是要用整体法和隔离法相结合求解的题目,一定要注意研究对象的转移和转化问题). 2.画出受力分析图、电路图、光路图或运动过程的示意图. 3.说明所设字母的物理意义. 4.说明规定的正方向、零势点(面). 5.说明题目中的隐含条件、临界条件. 6.说明所列方程的依据、名称及对应的物理过程或物理状态. 7.说明所求结果的物理意义(有时需要讨论分析).