高中物理解题常用的几种思维方法
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高中物理解题常用的思维方法实验法:实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测,数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。
它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法,也是科学家研究物理的主要途径。
正因如此,物理学是一门实验科学,也是区别于其它学科的特点所在。
假设法:假设法是解决物理问题的一种重要方法。
用假设法解题,一般是依题意从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案。
这种解题科学严谨、合乎逻辑,而且可拓宽思路。
在判断一些似是而非的物理现象,一般常用假设法。
科学家在研究物理问题时也常采用假设法。
我们同学在解题时往往不敢大胆假设,不懂的怎样去创设物理图景和物理量,也就觉的无从下手了。
极限法:极限法是利用物理的某些临界条件来处理物理问题的一种方法,也叫临界(或边界)条件法。
在一些物理的运动状态变化过程中,往往达到某个特定的状态(临界状态)时,有关的物理量将要发生突变,此状态叫临界状态,这时却有临界值。
如果题目中出现如“最大、最小、至少、恰好、满足什么条件”等一类词语时,一般都有临界状态,可以利用临界条件值作为解题思路的起点,设法求出临界值,再作分析讨论得出结果。
综合法(也叫程序法):综合法就是通过题设条件,按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系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的过程或不同状态,然后对各个过程、状态的已知量进行分析,追踪寻求与未知量的关系,从而求得未知量。
分析法:分析法是综合法的逆过程,它是从求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、最本质的、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,必须知道那些量,逐步寻求直至全部找出相联系的物理过程和已知的关系,而后再从已知量写到未知量。
解高中物理题的两种常用的思维方法安徽省青阳中学 张邦华关键词:思维方法 顺推法 倒推法许多高中学生在学习物理时,常有一种感觉就是物理课听能听得懂,但做题目时经常不知从何处下手。
出现这种情况的根本原因就是在学习过程中没有形成科学的解题思路。
所谓思路,就是人们对某一问题的思维方式及以此为基础产生的解决问题的具体方案。
而人们在面对问题时,即使是同一问题,由于思路不同,其解决方法必然存在着差异。
就思路而言解高中物理题有两种常用的思维方法,即顺推法和倒推法。
下面分别作一简单举例。
一、顺推法顺推法即是从已知条件出发,逐步推算出要解决的问题的思维方法。
这种方法是常用的方法,适合稍微简单的问题。
例1、如下图所示,真空中有一对平行金属板,两板间的距离为d ,由于接上电池组而带电,两板间的电势差为0U ,若一个质量为m 带正电荷q 的粒子,在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动,求它到达负极板时的速度大小(粒子重力不计)。
思维过程:平行金属板带电→两板间存在电场(匀强电场),电场强度dU E 0=→带电粒子受到电场力qE →粒子不计重力,=合F qE →根据牛顿第二定律求出加速度m F a 合=→运用匀速直线运动的推导公式ad v 202=-求出粒子到达负极板的速度。
解: 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到电场力与运动方向在同一条直线上,做匀加速直线运动。
粒子受到的合力dU q qE F 0==合, 加速度m F a 合=,根据匀速直线运动的规律有:ad v 202=-,+ _由以上三式可求得m20qU v =。
例2、如图所示,长为L 的细绳竖直悬挂着一质量为m 2的小球A ,恰好紧挨着放置在水平面上质量为m 的物体B 。
现保持细绳绷直,把小球向左上方拉至细绳与竖直方向成︒60角的位置,然后释放小球。
小球到达最低点时恰好和物块发生碰撞,而后小球向右摆动的最大高度为8L ,物块则向右滑行了L 的距离而静止。
高中物理学习中的思维培养技巧高中物理学习是一门综合性较强的学科,它要求学生具备较高的思维能力和解决问题的能力。
然而,许多学生在物理学习中常常遇到困难,无法理解和掌握所学内容。
为了帮助高中生更好地学习物理,下面将介绍几种思维培养技巧。
一、培养逻辑思维逻辑思维是物理学习中非常重要的一种思维方式,它能帮助学生理顺知识逻辑,准确分析问题。
在学习物理过程中,学生应注重培养和训练自己的逻辑思维能力。
可以通过进行逻辑推理和思维导图的练习来提高逻辑思维的能力。
在解答物理题目时,可以先用思维导图列出已知条件和要求,然后进行逻辑推理,找到解题方法。
二、注重实践与动手能力物理学习是实践性较强的科学学科,学生应注重实践与动手能力的培养。
在学习过程中,可以通过做实验、观察现象以及进行模拟操作等方式提高实践能力。
通过亲自动手操作,学生可以更加直观地理解抽象的物理概念,提高对物理现象的感知。
三、注重思维习惯的养成良好的思维习惯对于物理学习至关重要。
学生应注重养成一些好习惯,如主动思考、善于发问、善于总结等。
在学习过程中,可以多做思维实验,通过自主解题,开展思维锻炼,培养学生的思维灵活性和创造力。
同时,在遇到难题时,要敢于发问,主动寻求解决问题的方法和途径。
四、培养数学思维物理学习与数学有着密切的联系,学生应注重培养数学思维。
数学思维包括抽象思维、推理思维、严密性思维等。
学生在学习物理过程中,应注重与数学的结合,学会将物理问题转化为数学问题,并运用数学方法解决。
此外,在解题过程中,学生应灵活运用数学工具,进行简化和近似处理,提高解题效率。
五、注重探究学习和实践能力物理学习是一门实践性较强的学科,学生应注重探究学习和实践能力的培养。
在学习过程中,学生可以通过阅读物理书籍、参加实验室实践、进行科学研究等方式,培养探究学习和实践能力。
通过实践,学生可以深入了解物理原理,并将理论知识运用到实际问题中,提高解决问题的能力。
总之,高中物理学习中的思维培养技巧包括培养逻辑思维、注重实践与动手能力、养成思维习惯、培养数学思维以及注重探究学习和实践能力。
高中物理复习:解答物理问题的10种思想方法专题概述现如今,高考物理愈来愈注重考查考生的能力和科学素养,其命题愈加明显地渗透着对物理思想、物理方法的考查.在平时的复习备考过程中,物理习题浩如烟海,千变万化,我们若能掌握一些基本的解题思想,就如同在开启各式各样的“锁”时,找到了一把“多功能的钥匙”.思想方法1:整体法、隔离法1.整体法和隔离法的选用原则(1)如果动力学系统各部分运动状态相同,求解整体的物理量优先考虑整体法;如果要求解系统各部分的相互作用力,再用隔离法.(2)如果系统内部各部分运动状态不同,一般选用隔离法.2.在比较综合的问题中往往两种方法交叉运用,相辅相成,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体问题具体分析,灵活运用.如图所示,质量均为m 的斜面体A 、B 叠放在水平地面上,A 、B 间接触面光滑,用一与斜面平行的推力F 作用在B 上,B 沿斜面匀速上升,A 始终静止.若A 的斜面倾角为θ,下列说法正确的是( )A .F =mg tan θB .A 、B 间的作用力为mg cos θC .地面对A 的支持力大小为2mgD .地面对A 的摩擦力大小为F解析:B 以B 为研究对象,在沿斜面方向、垂直于斜面方向根据平衡条件求得F =mg sin θ,支持力N =mg cos θ,故A 错误,B 正确;以整体为研究对象,根据平衡条件可得地面对A 的支持力大小为F N =2mg -F sin θ,地面对A 的摩擦力大小为f =F cos θ,故C 、D 错误.思想方法2:估算与近似计算1.物理估算题,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对所求物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的、合理的推算.物理估算是一种重要的方法,有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法便捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确计算.在这些情况下,估算就很实用.2.估算时经常用到的近似数学关系(1)角度θ很小时,弦长近似等于弧长.(2)θ很小时,sin θ≈θ,tan θ≈θ,cos θ≈1.(3)a ≫b 时,a +b ≈a ,1a +1b ≈1b. 3.估算时经常用到的一些物理常识数据解题所需数据,通常可从日常生活、生产实际、熟知的基本常数、常用关系等方面获取,如成人体重约600 N ,汽车速度约10~20 m/s ,重力加速度约为10 m/s 2……引体向上是中学生体育测试的项目之一,引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟.若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )A .5 WB .20 WC .100 WD .400 W解析:C 学生体重约为50 kg ,每次引体向上上升的高度约为0.5 m ,引体向上一次克服重力做功为W =mgh =50×10×0.5 J =250 J ,全过程克服重力做功的平均功率为P =nW t=12×250 J 30 s=100 W ,故C 正确,A 、B 、D 错误. 思想方法3:控制变量法在比较复杂的物理问题中,某一物理量的变化可能与多个变量均有关,定性分析或定量确定因变量与自变量的关系时,常常需要用到控制变量法,即先保持其中一个量不变,研究因变量与另外一个变量的关系,如研究加速度与质量和合外力的关系时,先保持物体的质量不变,研究加速度与合外力的关系,再保持合外力不变,研究加速度与物体质量的关系,最终通过数学分析,得到加速度与质量和合外力的关系.如果有三个或三个以上的自变量,需要控制不变的量,做到变量每次只能有一个.在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些因素有关的实验中,得到的实验数据记录在下面的表格中(水的密度为ρ0=1.0×103 kg/m 3). 次序固体颗粒的半径 r /(×10-3 m) 固体颗粒的密度 ρ/(×103 kg ·m -3) 匀速下沉的速度 v /(m ·s -1) 10.50 2.0 0.55 21.002.0 2.20 31.502.0 4.95 40.50 3.0 1.10 51.00 3.0 4.40 60.50 4.0 1.65 7 1.00 4.0 6.60 颗粒的半径r 的关系:v 与________(填“r ”或“r 2”)成正比.(2)根据以上1、4、6组实验数据,可知球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度v 与水的密度ρ0、固体的密度ρ的关系:v 与________(填“ρ”或“ρ-ρ0”)成正比.(3)综合以上实验数据,推导球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式v =________,比例系数可用k 表示.解析:(1)由控制变量法容易得出,当ρ一定时,从表格中1、2、3组数据可以得出结论:v ∝r 2.(2)观察表格中的1、4、6组数据,当r 一定时,v 和ρ的关系难以立即判断,因此需要换个角度考虑.当r 一定时,在每个ρ值后都减去1.0×103 kg/m 3(即水的密度),得到的数值与v 成正比,即v ∝(ρ-ρ0).(3)综合以上实验数据,可推导出球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式:v =kr 2(ρ-ρ0),k 为比例系数.答案:(1)r 2 (2)ρ-ρ0 (3)k (ρ-ρ0)r 2思想方法4:对称思想对称是一种美,只要对称,必有相等的某些量存在.对称法是从对称的角度研究、处理物理问题的一种思维方法,时间和空间上的对称,表明物理规律在某种变换下具有不变的性质.用这种思维方法来处理问题可以开拓思路,使复杂问题的求解变得简捷.高中物理中的对称主要有受力对称和运动对称.电场中等量电荷产生的电场具有对称性,带电粒子在匀强有界磁场中的运动轨迹具有对称性,简谐运动和波在时间和空间上具有对称性,光路具有对称性……解题时,要充分利用这些特点.如图所示,挂钩连接三根长度均为L 的轻绳,三根轻绳的另一端与一质量为m 、直径为1.2L 的水平圆环相连,连接点将圆环三等分,在轻绳拉力作用下圆环以加速度a =12g 匀加速上升,已知重力加速度为g ,则每根轻绳上的拉力大小为( )A.512mg B .59mg C.58mg D .56mg 解析:C 设每根轻绳与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知sin θ=0.6,则cos θ=0.8;对圆环进行受力分析,由牛顿第二定律有3T cos θ-mg =ma ,解得T =58mg ,故选C. 思想方法5:分解思想有些物理问题的运动过程、情景较为复杂,在运用一些物理规律或公式不奏效的情况下,将物理过程按照事物发展的顺序分成几段熟悉的子过程来分析,或者将复杂的运动分解成几个简单或特殊的分运动(如匀速直线运动、匀变速直线运动、圆周运动等)来考虑,往往能事半功倍.某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球.忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的( )A .时刻相同,地点相同B .时刻相同,地点不同C .时刻不同,地点相同D .时刻不同,地点不同解析:B 弹射管沿光滑竖直轨道自由下落,向下的加速度大小为g ,且下落时保持水平,故先后弹出的两只小球在竖直方向的分速度与弹射管的分速度相同,即两只小球同时落地;又两只小球先后弹出且水平分速度相等,故两只小球在空中运动的时间不同,则运动的水平位移不同,落地点不同,选项B 正确.思想方法6:数形结合的思想数形结合的思想,就是把物体的空间形式和数量关系结合起来进行考查,通过“数”与“形”之间的对应和转化来解决问题的思想,其实质是把抽象的数学语言、数量关系与直观的图形结合起来,把抽象思维和形象思维结合起来.数形结合的思想,一方面可以以“形”助“数”,实现抽象概念与具体形象的联系与转化,化抽象为直观,化难为易;另一方面可以以“数”解“形”,可以由数入手,将有些涉及图形的问题转化为数量关系来研究,对图形做精细的分析,从而使人们对直观图形有更精确、理性的理解.一弹簧秤的秤盘质量为m 1,盘内放一质量为m 2的物体,弹簧质量不计,其劲度系数为k ,系统处于静止状态,如图所示.t 0时刻给物体施加一个竖直向上的力F ,使物体从静止开始向上做加速度为a 的匀加速直线运动,经2 s 物体与秤盘脱离,用F N 表示物体与秤盘间的相互作用力的大小,已知重力加速度大小为g ,则下列F 和F N 随时间变化的关系图像正确的是( )解析:C 对秤盘和物体整体分析,系统处于静止状态时,弹簧形变量为x 0,利用牛顿第二定律得,kx 0=(m 1+m 2)g ,F +kx -(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,又x =x 0-12a (t -t 0)2,解上述两式得F =(m 1+m 2)a +12ka (t -t 0)2,所以选项A 、B 错误;以物体为研究对象,物体静止时,F N =m 2g ,运动后对秤盘受力分析,利用牛顿第二定律得kx -m 1g -F N =m 1a ,F N =m 2g -m 1a -12ka (t -t 0)2,所以选项C 正确,D 错误. 思想方法7:特殊值法与极限法在中学物理问题中,有一类问题具有这样的特点,如果从题中给出的条件出发,需经过较复杂的计算才能得到结果的一般形式,并且条件似乎不足,使得结果难以确定,这时我们可以尝试采用极限思维的方法,将其变化过程引向极端的情况,就能把比较隐蔽的条件或临界现象暴露出来,从而有助于结论的迅速取得.对于某些具有复杂运算的题目,还可以通过特殊值验证的方法排除错误选项,提高效率.图示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为σ.取环面中心O 为原点,以垂直于环面的轴线为x 轴.设轴上任意点P 到O 点的距离为x ,P 点电场强度的大小为E .下面给出E 的四个表达式(式中k 为静电力常量),其中只有一个是合理的.你可能不会求解此处的场强E ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,E 的合理表达式应为( )A .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21-R 2x 2+R 22x B .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21-1x 2+R 22x C .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 1x 2+R 21+R 2x 2+R 22x D .E =2πk σ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+R 21+1x 2+R 22x 解析:B 当R 1=0时,带电圆环演变为带电圆面,则中心轴线上任意一点的电场强度的大小E 不可能小于0,而A 项中,E <0,故A 错误;当x →∞时E →0,而C 项中E =2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎫ R 21x 2x 2+R 21+ R 22x 2x 2+R 22=2πk σ·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫ 11x 2+1R 21+ 11x 2+1R 22,x →∞时,E →2πk σ(R 1+R 2),同理可知D 项中x →∞时,E →4πk σ,故C 、D 错误;所以正确选项只能为B.思想方法8:等效思想1.等效法是科学研究中重要的思维方法之一,所谓等效法就是在保证某方面效果相同的前提下,用熟悉和简单的物理对象、过程、现象替代实际上陌生和复杂的物理对象、过程、现象的方法.例如:合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻等.利用等效法不但能将问题、过程由繁变简、由难变易,由具体到抽象,而且能启迪思维,增长智慧,从而提高能力.2.运用等效法解决实际问题时,常见的有:过程等效、概念等效、条件等效、电器元件等效、电路等效、长度等效、场等效等.在运用等效法时,一定要注意必须是在效果相同的前提下,讨论两个不同的物理过程或物理现象的等效及物理意义.若在运用等效法解决问题时,不抓住效果相同这个条件,就会得出错误的结论.近年来,含有等效法思维方式的试题在高考中频频出现,主要考查物理模型等效、过程等效、条件等效、电路等效等.如图所示,在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中,固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD ,圆弧的圆心为O ,竖直半径OD =R ,B 点和地面上A 点的连线与地面成θ=37°角,AB =R .一质量为m 、电荷量为q 的小球(可视为质点)从地面上A 点以某一初速度沿AB 方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD 中,到达管中某处C (图中未标出)时恰好与管道间无作用力.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g .求:(1)匀强电场的场强大小E 和小球到达C 处时的速度大小v ;(2)小球的初速度大小v 0以及到达D 处时的速度大小v D .解析:(1)小球做直线运动时的受力情况如图甲所示,小球带正电,则qE =mg tan θ,得E =4mg 3q, 小球到达C 处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力,如图乙所示,OC ∥AB ,则mg sin θ=m v 2R得v = 53gR . (2)小球“恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD ”,说明AB ⊥OB小球从A 点运动到C 点的过程,根据动能定理有-mg sin θ·2R =12m v 2-12m v 20得v 0=253gR , 小球从C 处运动到D 处的过程,根据动能定理有mg sin θ(R -R sin θ)=12m v 2D -12m v 2, 得v D =3gR .答案:(1)4mg 3q 53gR (2) 253gR 3gR思想方法9:微元累积法高中物理中有很多复杂模型不能直接用已有知识和方法解决,可以在对问题做整体的考察后,选取该问题过程中的某一微小单元进行分析,通过对微元的物理分析和描述,找出该微元所具有的物理性质和运动变化规律,从而获得解决该物理问题整体的方法.比如,物体做变加速运动时,若从整体着手研究,则难以在高中物理层面展开,不过当我们用过程微元法,把物体的运动过程按其经历的位移或时间等分为多个小量,将每个微元过程近似为高中物理知识所能处理的过程,在得出每个微元过程的相关结果后,再进行数学求和,这样就能得到物体复杂运动过程的规律.再比如研究对象难以选择的情形,可以把实体模型等分为很多很多的等份,变成一个理想化模型,如刚体可以等分成无数个质点、带电体可以等分成很多点电荷来研究,先研究其中一份,再研究个体与整体的关系,运用物理规律,辅以数学方法求解,由此求出整体受力或运动情况,在中学阶段比较常见的有流体或类似流体问题、链条类的连续体模型等.如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B =0.5 T .在匀强磁场区域内,同一水平面内有一对足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距L =1 m ,电阻可忽略不计.质量均为m =1 kg 、电阻均为R =2.5 Ω的金属导体棒MN 和PQ 垂直放置于导轨上,且与导轨接触良好.先将PQ 暂时锁定,金属棒MN 在垂直于棒的拉力F 作用下,由静止开始以加速度a =0.4 m/s 2向右做匀加速直线运动,5 s 后保持拉力F 的功率不变,直到棒以最大速度v m 做匀速直线运动.(1)求棒MN 的最大速度v m ;(2)当棒MN 达到最大速度v m 时,解除PQ 锁定,同时撤去拉力F ,两棒最终均匀速运动.求解除棒PQ 锁定后,到两棒最终匀速运动的过程中,电路中产生的总焦耳热;(3)若PQ 始终不解除锁定,当棒MN 达到最大速度v m 时,撤去拉力F ,棒MN 继续运动多远后停下来?(运算结果可用根式表示)解析:(1)棒MN 做匀加速直线运动,5 s 时的速度为:v =at 1=2 m/s此时对棒MN 由牛顿第二定律得:F -BIL =ma棒MN 做切割磁感线运动,产生的感应电动势为:E =BL v在两棒组成的回路中,由闭合电路欧姆定律得:I =E 2R联立并代入数据解得:F =0.5 N5 s 时拉力F 的功率为:P =F v联立并代入数据解得:P =1 W棒MN 最终做匀速直线运动,则有:P v m-BI m L =0, 其中I m =BL v m 2R联立并代入数据解得:v m =2 5 m/s.(2)解除棒PQ 锁定后,两棒运动过程中动量守恒,最终两棒以相同的速度做匀速运动,设速度大小为v ′,以水平向右为正方向,则有:m v m =2m v ′设从解除棒PQ 锁定到两棒达到相同速度的过程中,两棒共产生的焦耳热为Q ,由能量守恒定律可得:Q =12m v 2m -12×2m v ′2 联立并代入数据解得:Q =5 J.(3)以棒MN 为研究对象,设某时刻棒中电流为i ,在极短时间Δt 内,由动量定理得:-BiL Δt =m Δv对式子两边求和有:∑(-BiL Δt )=∑(m Δv )而Δq =i Δt联立解得:BLq =m v m又对于电路有:q =It =E 2Rt 设棒MN 继续运动距离为x 后停下来,由法拉第电磁感应定律得:E =BLx t联立得q =BLx 2R代入数据解得:x =2Rq BL =2Rm v m B 2L 2=40 5 m. 答案:(1)2 5 m/s (2)5 J (3)40 5 m思想方法10:守恒思想物理学中最常用的一种思维方法——守恒.高中物理涉及的守恒定律有能量守恒定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、质量守恒定律、电荷守恒定律等,它们是我们处理高中物理问题的主要工具.如图所示,长R =0.6 m 的不可伸长的细绳一端固定在O 点,另一端系着质量m 2=0.1 kg 的小球B ,小球B 刚好与水平面相接触.现使质量m 1=0.3 kg 的物块A 沿光滑水平面以v 0=4 m/s 的速度向B 运动并与B 发生弹性正碰,A 、B 碰撞后,小球B 能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度g =10 m/s 2,A 、B 均可视为质点,试求:(1)在A 与B 碰撞后瞬间,小球B 的速度v 2的大小;(2)小球B 运动到最高点时对细绳的拉力.解析:(1)物块A 与小球B 碰撞时,由动量守恒定律和机械能守恒定律有: m 1v 0=m 1v 1+m 2v 212m 1v 20=12m 1v 21+12m 2v 22 解得碰撞后瞬间物块A 的速度v 1=m 1-m 2m 1+m 2v 0=2 m/s 小球B 的速度v 2=2m 1m 1+m 2v 0=6 m/s (2)碰撞后,设小球B 运动到最高点时的速度为v ,则由机械能守恒定律有: 12m 2v 22=12m 2v 2+2m 2gR 又由向心力公式有:F +m 2g =m 2v 2R联立解得F =1 N ,由牛顿第三定律知小球B 对细绳的拉力F ′=F =1 N.答案:(1)6 m/s (2)1 N。
物理中的科学思维方法对同一个物理问题,采用不同的方法来解决,其繁简程度可能会有很大的区别。
如果遵循一定的科学思维方法,掌握正确的研究物理问题的思路,则会收到事半功倍的效果。
下面就通过对一些典型问题的分析,介绍物理模型法、对称法、等效法、逆向法和极端思维法等常用的基本科学思维方法。
1、物理模型法物理模型是一种理想化的物理形态,是物理知识的一种直观表现。
模型思维法是对研究对象加以简化和纯化,突出主要因素、忽略次要因素,从而来研究、处理物理问题的一种思维方法。
从本质上讲,分析和解决物理问题的过程,就是构建物理模型的过程,我们平时所说的解题时应“明确物理过程”、“在头脑中建立一幅清晰的物理图景”,其实就是指构建物理模型。
物理模型一般可分为两大类,即实物模型和过程模型。
实物模型大致上有:质点、单摆、理想气体、点电荷、电阻、匀强电场、匀强磁场等等;过程模型大致上有:匀速直线运动、匀加速直线运动、竖直上抛运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动、等温过程、等容过程、等压过程、电磁感应现象等等。
在实际运用中,过程模型使用更多。
*例1:如图所示,竖直放置的平行金属板,两板间距为0.1米,极板间电势差为103伏,一个质量为0.2克、带电量为10-7库的小球用0.01米长的绝缘线悬挂于O点。
现将小球拉到与绝缘线呈水平位置的A点后放开,小球运动到O点正下方的B点时线突然断开,以后小球恰能通过B点正下方的C点。
求BC间的距离。
(g=10米/秒2)解析:带电小球从A点开始作圆周运动到B点,用动能定理可得它过B点时的水平速度v,即:mgL-qUL/d=mv2/2,线断后,它在水平方向作匀减速运动,可得运动时间t,即:t=2v/a=2vdm/qu,同时,它在竖直方向作自由落体运动,可的:H BC=gt2/2=g(2vdm) 2/2(qU)2,代入数据,即得H BC=0.08米。
点评:本题中小球从B到C的运动是曲线运动,把它分解后,即可运用匀变速运动的过程模型来求解。
高中生必须掌握的9大物理解题思维方法包括:
1.转化和归结思维:把问题化繁为简、化难为易,把具体情况转化为典型情境,将未
知问题归结为已知问题。
2.隔离思维:将物理问题中的几个物体或一个物体的几个部分隔离开来,分别研究,
分析求解。
3.整体思维:把几个物体或事物的各个部分、各个方面、各种因素联系起来加以研
究,从而在整体上认识事物、解决问题。
4.假设思维:根据已知的科学事实和科学原理,对未知的自然现象及其规律提出猜想
与假设,是科学研究中的一种重要方法。
5.类比思维:把形式、性质、特征类似的问题放在一起研究,有助于揭示问题的本质
特征和规律。
6.极限思维:把某个物理量推向极端,从而得出有关结论的方法。
7.逆向思维:从结论或现象开始,反向分析问题的原因或条件,从而找到解决问题的
方法。
8.等效思维:在保证效果相同的前提下,将复杂的物理现象、物理过程转化为简单的
物理现象、物理过程来研究和处理的方法。
9.对称思维:利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接
抓住问题的实质,出奇制胜,快速简便地求解问题。
这些思维方法可以帮助高中生更好地理解和掌握物理知识,提高解题效率和准确性。
高中物理学习中的逻辑思维与问题解决方法物理学是一门关于自然界中物体运动、能量转化和相互作用的科学。
在高中物理学习中,培养学生的逻辑思维和问题解决方法是至关重要的。
逻辑思维可以帮助学生理清物理概念之间的联系,而问题解决方法则可以帮助学生应对各种复杂的物理问题。
本文将介绍在高中物理学习中如何培养逻辑思维,并提供一些解决物理问题的方法。
一、培养逻辑思维1. 基础理论的学习高中物理学习的第一步是掌握基础理论知识。
理论知识是物理学习的基石,学生应该通过阅读教科书、参加课堂讨论等方式来学习和理解物理概念。
在学习的过程中,学生需要学会辨析事物之间的因果关系,从而培养逻辑思维。
2. 实验和观察实验和观察是培养逻辑思维的重要手段。
在物理学习中,学生应该积极参与实验和观察,通过亲身经验来观察和分析事物之间的关系。
通过实验,学生可以锻炼自己的观察力和分析能力,从而加深对物理现象的认识。
3. 做题和讨论在学习物理的过程中,做题和讨论是培养逻辑思维的有效手段。
学生应该多做习题,通过解决问题来提高自己的思维能力。
同时,在讨论中,学生可以与同学们交流思路,分享解题方法,相互启发和促进。
二、问题解决方法1. 理清问题在解决物理问题之前,首先要理清问题的要求和限制条件。
学生应该仔细阅读问题,理解问题背景和问题的要求,明确所需求的未知量,并分析给出的已知条件。
通过理清问题,可以更好地制定解题策略和思路。
2. 寻找适当的理论在物理问题中,适当的理论是解决问题的关键。
学生应该根据已知条件和所需求的未知量,选择适当的物理理论和公式。
通过将问题与相关的物理理论对应起来,能够更快地找到解决问题的方法。
3. 应用计算方法在解决物理问题时,计算方法是不可或缺的。
学生应该熟练掌握基本的计算方法,如代入公式计算、单位换算等。
在计算过程中,学生需要注意数据的精度和合理性,避免粗心导致计算错误。
4. 检查答案解决物理问题后,学生应该对答案进行检查。
检查答案的目的是验证解答的正确性,并找出可能存在的错误。
高中物理常用到的思想方法一、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,关于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采纳逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情形更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的成效.二、对称法对称性确实是事物在变化时存在的某种不变性.自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤.从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启发和培养学生的直觉思维能力.用对称法解题的关键是敏捷地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往确实是通往答案的捷径.三、图象法图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜亮地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点.运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合表达.它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效.四、假设法假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立.求解物理试题常用的假设有假设物理情形,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径.在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法.五、整体、隔离法物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件.这时,能够把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法.六、图解法图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法.它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的成效.专门是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变,另一个力方向不变)的平稳问题时,常应用此法.七、转换法有些物理问题,由于运动过程复杂或难以进行受力分析,造成解答困难.此种情形应依照运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象,即所谓的转换法.应用此法,可使问题化难为易、化繁为简,使解答过程一目了然.八、程序法所谓程序法,是按时刻的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时刻的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题.利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移.九、极端法有些物理问题,由于物理现象涉及的因素较多,过程变化复杂,同学们往往难以洞悉其变化规律并做出迅速判定.但假如把问题推到极端状态下或专门状态下进行分析,问题会赶忙变得明朗直观,这种解题方法我们称之为极限思维法,也称为极端法.运用极限思维思想解决物理问题,关键是考虑将问题推向什么极端,即应选择好变量,所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值,然后从极端状态动身分析问题的变化规律,从而解决问题.有些问题直截了当运算时可能专门繁琐,若取一个符合物理规律的专门值代入,会快速准确而灵活地做出判定,这种方法专门适用于选择题.假如选择题各选项具有可参考性或相互排斥性,运用极端法更容易选出正确答案,这更加突出了极端法的优势.加强这方面的训练,有利于同学们发散性思维和制造性思维的培养.十、极值法常见的极值问题有两类:一类是直截了当指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题.物理极值问题的两种典型解法.(1) 解法一是依照问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在显现极值时有何物理特点,然后依照这些条件或特点去查找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法.(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后依照这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法.此类极值问题可用多种方法求解:①算术—几何平均数法,即a.假如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.b.假如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利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:Δ=b2-4ac0——方程有两实数解;Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;Δ=b2-4ac0——方程无实数解.利用上述性质,就能够求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值.十一、估算法物理估算,一样是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似运算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范畴,进行大致的推算.物理估确实是一种重要的方法.有的物理问题,在符合精确度的前提下能够用近似的方法简捷处理;有的物理问题,由于本身条件的专门性,不需要也不可能进行精确的运算.在这些情形下,估算就成为一种科学而又有有用价值的专门方法.十二、守恒思想能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”.学习物理知识是为了探究自然界的物理规律,那么什么是自然界的物理规律?在千变万化的物理现象中,那个保持不变的“东西”才是决定事物变化进展的本质因素.从另一个角度看,正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律,才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法.能量守恒、机械能守恒等守恒定律确实是我们处理高中物理问题的要紧工具,分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的要紧思路.在变化复杂的物理过程中,把握住不变的因素,才是解决问题的关键所在.。
高中物理万字方法
高中物理的学习需要掌握很多知识点和理论,选择适合自己的学习方法可以更好地掌握这门学科。
以下是几种万字方法,供参考:
1. 笔记法:在上课或自习时,可以将老师的讲解和自己的思考记录在笔记中。
可以采用不同颜色的笔来标记重点、公式、定理等,这样能够让笔记更加亮眼且易于记忆。
同时,读完一次后,可以再回顾一遍笔记加深对知识点的理解。
2. 思维导图法:用思维导图来整理和概括知识点,将知识点之间的联系和依赖关系可视化。
通过思维导图,可以更好地理解和记忆知识点,同时也可以更加方便地复习和回顾。
3. 解题法:物理学科需要解题才能更好的理解和掌握,对于一些难题,可以将解题过程和思考过程逐步记录下来。
记录的过程中要注意要写清楚题目和答案,逐步说明每个步骤的理由,以及所使用的公式和定理。
这样做可以帮助你在复习时更容易理清思路。
4. 实验法:在学习物理时,实验是非常重要的环节。
通过做实验,可以更加直观地感受物理现象,并加深对知识点的理解。
同时,还可以通过做实验来锻炼自己的观察力和分析能力,帮助自己更好地掌握物理知识。
以上是几种针对高中物理学习的万字方法,选择一种适合自己的方法来学习和记忆知识点可以让你更加轻松地掌握这门学科。
高中物理】16种常见题型的解题方法和思维模板2019-10-24 08:42高中物理考试常见的类型总结下来有16种,怎样才能做好每一类型的题目呢?今天小编为同学们整理了高中物理16种常见题型的解题方法和思维模板!快快收藏!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:主要有两种情况。
(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。
物理解题中常用的数学知识物理解题运用的数学方法通常包括方程(组)法、比例法、数列法、函数法、几何(图形辅助)法、图象法、微元法等.<1>.方程法物理习题中,方程组是由描述物理情景中的物理概念,物理基本规律,各种物理量间数值关系,时间关系,空间关系的各种数学关系方程组成的.列方程组解题的步骤①弄清研究对象,理清物理过程和状态,建立物理模型.②按照物理情境中物理现象发生的先后顺序,建立物理概念方程,形成方程组骨架. ③据具体题目的要求以及各种条件,分析各物理概念方程之间、物理量之间的关系,建立条件方程,使方程组成完整的整体.④对方程求解,并据物理意义对结果作出表述或检验. <2>.比例法比例计算法可以避开与解题无关的量,直接列出已知和未知的比例式进行计算,使解题过程大为简化.应用比例法解物理题,要讨论物理公式中变量之间的比例关系,清楚公式的物理意义,每个量在公式中的作用,所要讨论的比例关系是否成立.同时要注意以下几点:①比例条件是否满足:物理过程中的变量往往有多个.讨论某两个量比例关系时要注意只有其他量为常量时才能成比例.②比例是否符合物理意义:不能仅从数学关系来看物理公式中各量的比例关系,要注意每个物理量的意义(例:不能据R =IU认定为电阻与电压成正比). ③比例是否存在:讨论某公式中两个量的比例关系时,要注意其他量是否能认为是不变量,如果该条件不成立,比例也不能成立.(例在串联电路中,不能认为P=RU 2中,P 与R 成反比,因为R 变化的同时,U 随之变化而并非常量)<3>.数列法凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、重复性的共同特点,但每一个重复过程均不是原来的完全重复,是一种变化了的重复,随着物理过程的重复,某些物理量逐步发生着“前后有联系的变化”.该类问题求解的基本思路为:①逐个分析开始的几个物理过程。
②利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式(是解题的关键),最后分析整个物理过程,应用数列特点和规律解决物理问题。
高中物理答题技巧方法高中物理是一门涵盖面很广的科学学科,涉及到的知识点非常多且难度逐渐增大。
因此,学习和掌握高中物理的答题技巧方法尤为重要。
掌握科学有效的高中物理答题技巧方法,不仅能够提高物理成绩,还能够为日后的科研和工程实践奠定基础。
本文将介绍几种有效的高中物理答题技巧方法,帮助大家提高解题的水平。
1. 全面理解题目要求在考试环节中,第一步就是全面理解题目要求。
当我们拿到一道物理题目时,首先需要认真阅读题目,不要漏看任何一个关键字。
题目中的关键字通常包括:物理量名称、数值大小、单位、物理现象及过程、已知条件和解题的目的等。
只有通过全面理解和分析题目,我们才能找到解题的关键和步骤。
2. 掌握计算方法和公式高中物理中计算答题占据了大部分的分数。
因此,掌握基本的计算方法和公式是必要的。
在学习和复习的过程中,这些公式和计算方法应该是理解和掌握的事项之一。
通过解决大量的练习题,我们可以提高自己的计算能力。
在考试中,我们还可以简化一些计算步骤,以节省时间。
例如:将指数化简到最简形式,忽略一些小块等等。
3. 建立思维框架高中物理考试长期以来以选择题和解答题为主,而考试题目的类型也相对单一。
因此,建立思维框架是很有必要的,能够帮助我们更加容易解决类似的题目。
我们可以依据知识点分别建立思维框架,以便更加系统和有条理的解题。
例如:力学中,可将物理问题分为质点力学、刚体力学、流体力学。
这样有助于我们分清问题类型并建立针对性的解题方法。
4. 良好的解题过程在考试中,良好的解题过程也是非常重要的。
首先要环环相扣,逻辑性强,注重语言表述。
其次要遵循“先易后难”,“先后统一”等解题法则,提高解题效率。
在解决超长和复杂的问题时,我们可以采用图解法,通过画图或示意图来清晰表达出问题和解题的过程。
5. 精益求精在复习和练习中,我们要不断探索和思考,深入理解物理知识。
可以参考并了解学术和科学的发展,深入了解物理知识的实际应用和理论。
高中物理常用的思想方法一、逆向思维法逆向思维是解答物理问题的一种科学思维方法,对于某些问题,运用常规的思维方法会十分繁琐甚至解答不出,而采用逆向思维,即把运动过程的“末态”当成“初态”,反向研究问题,可使物理情景更简单,物理公式也得以简化,从而使问题易于解决,能收到事半功倍的效果.二、对称法对称性就是事物在变化时存在的某种不变性.自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.利用对称性解题时有时可能一眼就看出答案,大大简化解题步骤.从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力.用对称法解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径.三、图象法图象能直观地描述物理过程,能形象地表达物理规律,能鲜明地表示物理量之间的关系,一直是物理学中常用的工具,图象问题也是每年高考必考的一个知识点.运用物理图象处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现.它通常以定性作图为基础(有时也需要定量作出图线),当某些物理问题分析难度太大时,用图象法处理常有化繁为简、化难为易的功效.四、假设法假设法是先假定某些条件,再进行推理,若结果与题设现象一致,则假设成立,反之,则假设不成立.求解物理试题常用的假设有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径.在分析弹力或摩擦力的有无及方向时,常利用该法.五、整体、隔离法物理习题中,所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件.这时,可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑,这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法;而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法,则称为隔离法.六、图解法图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法.它既简单明了、又形象直观,用于定性分析某些物理问题时,可得到事半功倍的效果.特别是在解决物体受三个力(其中一个力大小、方向不变,另一个力方向不变)的平衡问题时,常应用此法.七、转换法有些物理问题,由于运动过程复杂或难以进行受力分析,造成解答困难.此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象,即所谓的转换法.应用此法,可使问题化难为易、化繁为简,使解答过程一目了然.八、程序法所谓程序法,是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析,正确划分出不同的过程,对每一过程,具体分析出其速度、位移、时间的关系,然后利用各过程的具体特点列方程解题.利用程序法解题,关键是正确选择研究对象和物理过程,还要注意两点:一是注意速度关系,即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度;二是位移关系,即各段位移之和等于总位移.九、极端法有些物理问题,由于物理现象涉及的因素较多,过程变化复杂,同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断.但如果把问题推到极端状态下或特殊状态下进行分析,问题会立刻变得明朗直观,这种解题方法我们称之为极限思维法,也称为极端法.运用极限思维思想解决物理问题,关键是考虑将问题推向什么极端,即应选择好变量,所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值,然后从极端状态出发分析问题的变化规律,从而解决问题.有些问题直接计算时可能非常繁琐,若取一个符合物理规律的特殊值代入,会快速准确而灵活地做出判断,这种方法尤其适用于选择题.如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性,运用极端法更容易选出正确答案,这更加突出了极端法的优势.加强这方面的训练,有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养.十、极值法常见的极值问题有两类:一类是直接指明某物理量有极值而要求其极值;另一类则是通过求出某物理量的极值,进而以此作为依据解出与之相关的问题.物理极值问题的两种典型解法.(1) 解法一是根据问题所给的物理现象涉及的物理概念和规律进行分析,明确题中的物理量是在什么条件下取极值,或在出现极值时有何物理特征,然后根据这些条件或特征去寻找极值,这种方法更为突出了问题的物理本质,这种解法称之为解极值问题的物理方法.(2)解法二是由物理问题所遵循的物理规律建立方程,然后根据这些方程进行数学推演,在推演中利用数学中已有的有关极值求法的结论而得到所求的极值,这种方法较侧重于数学的推演,这种方法称之为解极值问题的物理—数学方法.此类极值问题可用多种方法求解:①算术—几何平均数法,即a.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.b.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利用二次函数判别式求极值一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式,具有以下性质:Δ=b2- 4ac>0——方程有两实数解;Δ=b2-4ac=0——方程有一实数解;Δ=b2-4ac<0——方程无实数解.利用上述性质,就可以求出能化为ax2+bx+c=0形式的函数的极值.十一、估算法物理估算,一般是指依据一定的物理概念和规律,运用物理方法和近似计算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范围,进行大致的推算.物理估算是一种重要的方法.有的物理问题,在符合精确度的前提下可以用近似的方法简捷处理;有的物理问题,由于本身条件的特殊性,不需要也不可能进行精确的计算.在这些情况下,估算就成为一种科学而又有实用价值的特殊方法.十二、守恒思想能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”.学习物理知识是为了探索自然界的物理规律,那么什么是自然界的物理规律?在千变万化的物理现象中,那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素.从另一个角度看,正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律,才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法.能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具,分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路.在变化复杂的物理过程中,把握住不变的因素,才是解决问题的关键所在.当然,我罗列的也许不是很全面,但是这些思想方法的确是我们解决物理问题非常重要,希望同学们能够结合具体题目来分析理解,这对自己整个高中的物理学习甚至是数学、化学等学科的学习也有很大的推动作用!。
高中物理学思维方法
高中物理学是一门非常重要的学科,在学习过程中需要运用正确的思维方法才能取得好成绩。
以下是几种常用的高中物理学思维方法: 1. 归纳法:通过观察现象和实验数据,总结出规律,从而推断
出结论。
例如,观察重力加速度与物体质量的关系,可以归纳出牛顿第二定律。
2. 演绎法:从理论出发,通过逻辑推理得出结论。
例如,根据
牛顿第二定律和万有引力定律,可以演绎出行星运动的规律。
3. 对比法:将不同的现象或事物进行比较,找出其相似之处和
不同之处,从而加深对物理学原理的理解。
例如,比较电场和重力场的相似点和不同点。
4. 实验法:通过设计实验验证理论,并收集数据进行分析,从
而确定结论。
例如,通过实验验证摩擦力与物体受力大小和接触面积的关系。
以上几种思维方法可以帮助学生在高中物理学的学习中更好地
理解和掌握知识,提高学习效果。
同时,要注重培养自己的观察力和实验技能,以便更好地应用这些思维方法。
- 1 -。
高中物理学习中的思维导应用技巧高中物理学习中的思维导引应用技巧在高中物理学习中,学生们经常面临着诸多挑战,如理论复杂、公式繁多、题目难度大等。
为了提高学习效果,我们可以运用思维导引来辅助学习。
本文将介绍一些在高中物理学习中的思维导引应用技巧,帮助学生们更好地理解和掌握物理知识。
一、建立联系思维导引在学习物理过程中,常常需要理解物理现象与现实生活之间的联系。
这就需要学生们发现物理内容与日常生活的关联点,将抽象的物理理论与具体的例子联系起来。
例如,学习力学时,可以通过观察诸如摆钟、滑板等日常物体的运动,来理解牛顿第二定律和动能守恒等原理。
通过建立联系的思维导引,不仅可以增加学习的趣味性,还能更加深入地理解物理概念。
二、运用模型思维导引物理学习中,许多物理现象难以直观理解,需要通过数学模型进行分析。
这就需要学生们掌握抽象思维和运用模型的能力。
在学习电磁学时,可以通过构建电场线和磁力线的模型,来帮助理解电磁现象。
在学习光学时,可以利用光线追迹的方法,加深对光的传播规律的理解。
通过模型思维导引,可以将抽象的物理现象转化为具体的图像,有助于学生们更加深入地理解和记忆物理知识。
三、解决问题思维导引物理学习中,解题是一个重要的环节。
合理的解题思路和方法可以提高解题的效率和准确性。
为了有效解决物理问题,学生们可以运用思维导引中的如下技巧:1. 仔细分析问题:在解题之前,学生们应该仔细阅读题目,确定问题的要求和给定条件,理清问题的思路。
2. 运用物理定律和公式:在解题过程中,学生们需要根据所学的物理定律和公式选择合适的知识点,将问题转化为可解的形式。
3. 运用数学方法:物理学习中经常需要运用数学方法进行计算,学生们需要熟练掌握相关数学知识和技巧,如代数运算、几何分析等,以便解决物理问题。
4. 反复检查答案:解题完成后,学生们应该反复检查计算过程和答案,确保解题的准确性。
通过解决问题的思维导引,学生们可以培养良好的解题思维和方法,提高解题的能力。
高中物理解题常用的几种思维方法北京二中通州分校:高中物理组2012年4月中学物理解题中涉及到科学思维方法大体上两类,一类是物理学的研究方法——理想化的方法: 数学推理方法:函数、函数图象、极限 替代方法:、近似替代(平均值)、极限替代 比值定义法 图象法: 实验验证法实验分析法 平行四边形法等效替代法假设法 反推法 理想实验法--“物理学中的福尔摩斯” 控制变量法变量转换法(a-1/m) 整体法 隔离法 正交分解法 三力平衡三角形法相似形法 (力的矢量图与几何图形)等一类是解题方法 ------就解题方法而论,解题方法和解题技巧也很多,这里将高中物理解题中经常要用到的几种科学思维方法作一些介绍。
1、物理模型法物理模型法是只考虑对实际物理现象来说是主要的、本质的因素,忽略次要的、非本质的因素的一种思维方法。
是利用物理模型,实现高效解题的策略。
例1:某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
比赛路径如图所示,赛车从起点A 出发,沿水平直线轨道运动L 后,由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点,并能越过壕沟。
已知赛车质量m =0.1kg ,通电后以额定功率P =1.5w 工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N ,随后在运动中受到的阻力均可不计。
图中L =10.00m ,R =0.32m ,h =1.25m ,S =1.50m 。
问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s 2 )解析:设赛车越过壕沟需要的最小速度为1v ,由平抛运动的规律1S v t =212h gt =解得1v =3/2g S m s h =设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为2v ,最低点的速度为3v ,由牛顿运动定律及机械能守恒定律得22v mg m R =223211(2)22mv mv mg R =+解得354/v gR m s ==通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是v min =4m /s设电动机工作时间至少为t ,根据功能原理 ,Pt -fL=2min 12mv由此可得t=2.53s点评:本题用到了四个物理模型,直线运动模型、圆周运动模型、平抛模型、机车启动模型。
属一物多过程物理问题,抓住物理模型,分析临界条件把握条件制约,弄清过程关系,是解决问题的关键。
例2:为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a 、b 、c ,左右两端开口,在垂直于上下底面的方向上加磁感应强度为B 的匀强磁场,在前后两个侧面固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U ,若用Q 表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),下列说法中正确的是( )A 、若污水中正离子较多,则前表面比后表面的电势高B 、前表面的电势一定低于后表面的电势,这与哪种离子多无关C 、污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大D 、U 与污水流量Q 成正比,与a 、b 无关解析:由左手定则知,在洛伦兹力的作用下,正离子向后表面聚集,负离子向前表面聚集,则说明后表面的电势一定高于前表面的电势,A 错误,B 正确;“污水切割磁感线”与单根导体棒切割磁感线的物理模型相同,由法拉第电磁感应定律知,电势Bbv Blv U ==和流量vbc sv Q ==,可得: BUc Q = ,故D 选项正确;由于U 的大小与离子的浓度无关,故C 错误,所以本题的答案是B 、D 。
• 例3:如图7-10甲方所示,把系在轻绳上的A 、B 两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直),则在两球向左下摆动时,下列说法中正确的是( )①绳OA 对A 球做正功 ②绳AB 对B 球不做功③绳AB 对A 球做负功 ④绳AB 对B 球做正功A 、①②B 、③④C 、①③D 、①④• 解析:粗略画出A 、B 球的运动轨迹,就可以找出绳与球的运动方向的夹角,进而可以判断做功情况,由于OA 绳一直张紧且O 点不动,所以A 球做圆周运动,OA 绳对A 球不做功,而B 球是否与A 球一起做圆周运动呢?我们用模拟等效法分析。
设想A 、B 球分别用两条轻绳悬挂而各自摆动,若摆角较小,则摆动周期为gl T π2=,可见摆长越长,摆得越慢,因此A 球比B 球先到达平衡位置 可见绳AB 的张力对A 的运动有阻碍作用,而对B 球的运动有推动作用,③④的说法正确,所以正确的答案为B 。
2、类比法与等效法类比法是根据两个研究对象或两个系统在某些属性上类似而推出其他属性也类似的思维方法,是一种由个别到个别的推理形式. 其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大.在研究物理问题时,经常会发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性,其中包括数学表达式上的相似性和物理图像上的相似性. 类比法就是在于发现和探索这一相似性,从而利用已知系统的物理规律去寻找未知系统的物理规律.等效法是从效果等同的角度出发把复杂的物理现象 、物理过程转化为理想的 、简单的 、等效的、易于研究的物理现象和过程来研究和处理问题的一种科学思维方法。
中学物理中,等效的思想应用很广泛,如力的合成与分解、运动的合成与分解、单摆的等效摆长和等效重力加速度等都是等效法的具体应用。
在学习物理的过程中,若能将等效法渗透到对物理过程的分析中去,不仅可以使我们对物理问题的分析和解答变得简捷,而且对灵活运用知识,促进知识、技能和能力的迁移,都会有很大的帮助。
① 力的等效。
合力与分力具有等效性,利用这种等效性,可将物体所受的多个恒力等效为一个力,也可将一个力按力的效果等效分解为多个力,从而降低解题的复杂性和难度,使问题得到快速、简捷的解答。
② 运动的等效。
建立等效运动的方法是多样的。
利用合运动与分运动的等效性,可将一个复杂的运动分解为几个简单的、熟知的运动。
通过发散思维将间断的匀加速运动等效为一个完整的 、连续的匀加速运动。
通过逆向思维将匀减速运动等效为一个相反方向的匀加速运动等。
③ 电路的等效。
有关电路分析和计算的题目,虽然涉及到的物理过程和能量的转化情况较为单一,但是在元器件确定的情况下,线路的连接方式却是千变万化的。
多数电路中电子元件的串并联关系一目了然,不需要对电路进行等效转换,但有些电路图中的元件的连接方式并非一下就能看明白,这就需要在计算之前对电路的连接方式进行分析,并进一步画出其等效电路图。
学会画等效电路图是中学阶段必须具备的能力之一。
④ 物理模型的等效。
物理模型的等效就是对不熟悉的物理模型与熟悉的物理模型作分析比较,找出二者在某方面的等效性,从而将熟悉模型的已知结论应用到不熟悉的物理模型上去的过程。
物理学中已建立很多的物理模型,如质点、单摆 、简谐运动等。
利用它们可以去处理很多复杂 、陌生的物理模型和物理问题。
例1:两质量均为M 的球形均匀星体,其连线的垂直平分线为MN ,O 为两星体连线的中心,如图所示,一质量为m 的小物体从O 点沿着OM 方向运动,则它受到的万有引力大小的变化情况是( )A 、 一直增大B 、一直减小C 、 先增大后减小D 、先减小后增大解析:由于万有引力定律和库仑定律的内容和表达式的相似性,故可以将该题与电荷之间的相互作用类比,即将两个星体类比于等量同种电荷,而小物体类比于异种电荷,由此易得C 选项正确。
例2:如图所示,小球长为L 的光滑斜面顶端自由下滑, 滑到底端时与挡板碰撞并反向弹回,若每次与挡板碰撞后的速度大小为碰撞前速度大小的54,求小球从开始下滑到最终停止于斜面下端时,小球总共通过的路程.解析 小球与挡板碰撞后的速度小于碰撞前的速度,说明碰撞过程中损失能量,每次反弹距离都不及上次大,小球一步一步接近挡板,最终停在挡板处. 我们可以分别计算每次碰撞垢上升的距离L 1、L 2、……、L n ,则小球总共通过的路程为L L L L s n ++++=)(221 ,然后用等比数列求和公式求出结果,但是这种解法很麻烦.我们假设小球与挡板碰撞不损失能量,其原来损失的能量看做小球运动过程中克服阻力做功而消耗掉,最终结果是相同的,而阻力在整个运动过程中都有,就可以利用摩擦力做功求出路程.设第一次碰撞前后小球的速度分别为v 、1v ,碰撞后反弹的距离为L 1,则θθsin 21sin 211212mgL mv mgL mv == 其中222111)54(,54===v v L L v v 所以 碰撞中损失的动能为)25161(2121212212-=-=∆mv mv mv E k 根据等效性有k E L L f ∆=+)(1 解得等效摩擦力θsin 419mg f = 通过这个结果可以看出等效摩擦力与下滑的长度无关,所以在以后的运动过程中,等效摩擦力都相同. 以整个运动为研究过程,有θsin ⋅=⋅mgL s f 解出小球总共通过的总路程为.941L s = 此题也可以通过递推法求解,可试试.例3:如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,带负电荷的小球从高h 的A 处由静止开始下滑,沿轨道ABC 运动并进入圆环内做圆周运动.已知小球所受电场力是其重力的43,圆环半径为R ,斜面倾角为θ=60°,s BC =2R.若使小球在圆环内能做完整的圆周运动,h 至少为多少?方法导入:将重力场和电场叠加,建立一个新的等效重力场小球在新场中受恒定的力F 和轨道对小球的弹力F N 作用,如右图所示,可以看出在新的重力场中小球在D 点时的情境与只有重力时的在最高点时的情境相类似,因此,此题用等效法解比较容易.解析:小球所受的重力和电场力都为恒力,故可将两力等效为一个力F ,如上图所示.可知F =1.25mg ,方向与竖直方向成37°角.由图可知,小球能否做完整的圆周运动的临界点是D 点,设小球恰好能通过D 点,即达到D 点时小球与圆环的弹力恰好为零由圆周运动知识得:F =R m D2υ 即:1.25mg =R m D2υ由动能定理有:mg(h -R -Rcos 37°)-mg ×(hcot θ+2R +Rsin 37°)=221D m υ 联立可求出h =7.7R.例4:如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B =0.40 T ,OCA 导轨与OA直导轨分别在O 点和A 点接一阻值R 1=3.0 Ω和R 2=6.0 Ω几何尺寸可忽略的定值电阻,导轨OCA 的曲线方程为)3sin(0.1xy π=,金属棒ab 长1.5 m ,以速度v =5.0 m/s 水平向右匀速运动(b 点始终在x轴上),设金属棒与导轨接触良好,摩擦不计,电路中除了电阻R 1和R 2外,其余电阻均不计,曲线OCA 与x 轴之间所围面积为1.9 m 2,求:(1)金属棒在导轨上运动时R 1的最大功率;(2)金属棒在导轨上运动从x =0到x =3 m 的过程中通过金属棒ab 的电荷量;(3)金属棒在导轨上运动从x =0到x =3 m 的过程中外力必须做多少功?解析:金属棒切割磁感线的有效长度不断变化,ab 棒等效为电动势变化的电源,等效电路如右图所示,可知R 1、R 2并联,所以总电阻 2121R R R R R +=总(1)由等效电路可知,R1的功率为:121R E P = 所以当υm m By E E ==时,R1的功率最大为:w R By R E P m m m 33.1)(12121===υ(2)将OA 分成n 份长度为Δx 的小段,每一小段中金属棒的有效长度可认为是一定的,设为i y i =1,2,3……n),由于金属棒向右匀速运动,设金属棒每通过Δx 的位移所用的时间为Δt ,则金属棒每通过Δx 的位移,通过其电荷量的表达式为:总总R x By R x By t I q i i i i ∆=∆=∆=υυ 其中y i Δx 为金属棒每通过Δx 位移所扫过的有效面积,设为S i ,所以 总R BS q ii =金属棒在导轨上运动从x =0到x =3 m 的过程中通过金属棒ab 的电荷量为:总R BS q q q q i =+⋅⋅⋅++=21(式中S 即为题目中曲线OCA 与x 轴之间所围的面积)代入数据得q =0.38 C. (3)因为 )3sin(2)3sin(2)3sin(54.0txx By E πυππυ==⨯⨯==所以ab 棒产生的是正弦式交变电流,且最大值为E m =2 V ,其有效值为 2m E E =有效得金属棒在导轨上运动从x =0到x =3 m 的过程中,R 1、R 2产生的热量为:υ总有效R x E Q m 2=由功能关系得:W F =Q ,代入数据得W F =0.6 J.3、对称法与逆向法所谓“逆向思维”,简单来说就是“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.对称法就是利用给定物理问题在结构上的对称性、物理过程在空间和时间上的对称性、物理量在分布上的对称性及作用效果的对称性等来分析 、处理物理问题的一种科学的思维方法。