1、專題十物理解題方法與技巧 一、物理解題常用的方法一、物理解題常用的方法1整體法和隔離法 物理習(xí)題中，所涉及的研究對象往往不是一個(gè)單獨(dú)的物體、或單一的孤立過程如果把所涉及的多個(gè)物體、多個(gè)過程作為一個(gè)整體來考慮，這種以整體為研究對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)過程)單獨(dú)從整體中抽取出來進(jìn)行分析研究的方法，則稱為隔離法處理好二者的關(guān)系，可以找出解題的捷徑【例例1】 如圖所示，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為q .斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑在小物塊運(yùn)動的過程中，楔形物塊始終保持靜

2、止地面對楔形物塊的支持力為( )DA(M+m)g B(M+m)g-FC(M+m)g+Fsinq D(M+m)g-Fsinq【解析解析】本題可用整體法解題，豎直方向由平衡條件： Fsinq+N=mg+Mg，則N=mg+Mg-Fsinq【評析評析】本題是用整體法求解，若逐個(gè)物體分析列式，求解則很復(fù)雜應(yīng)用了整體分析方法，就很容易得出結(jié)果 【變式練習(xí)變式練習(xí)】(雙選)如圖所示，質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上，質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿斜劈的斜面向上滑，至速度為零后又加速返回，而物體M始終保持靜止，則在物塊m上、下滑動的整個(gè)過程中( )A地面對物體M的摩擦力先向左后向右B地面對物體M的摩擦力方

3、向沒有改變C地面對物體M的支持力總小于(M+m)gD物塊m上、下滑動時(shí)的加速度大小相同【解析】物塊上滑和下滑時(shí)加速度方向都沿斜面向下，由質(zhì)點(diǎn)系牛頓第二定律分析可得：BC正確【例例2】如圖所示，質(zhì)量為M，長為L的木板放在光滑的斜面上，為使木板靜止于斜面上，質(zhì)量為m的人應(yīng)在木板上以多大的加速度跑動(設(shè)人腳底與木板不打滑)？若使人與斜面保持相對靜止，人在木板上跑動時(shí)，木板的加速度有多大？ 【解析解析】方法一：用隔離思維求解對人：mgsinq+f=mam對木板：Mgsinq=f 由式得am=同量，aM= () sinMm gmq() sinMm gMq方法二：用整體思維求解人和木板為系統(tǒng)，所受重力(M

4、+m)g，支持力N，且合力等于(M+m)gsinq由牛頓第二定律F合=m1a1+m2a2+mnan得(M+m)g=MaM+mam，且aM=0(靜止) 所以am= ，同理，若人與斜面保持相對靜止，木板的加速度為aM=Mm gsinmqMm gsinMq【例例3】質(zhì)量為4kg的鉛球，從離沙坑1.8m的高處自由落下鉛球落進(jìn)沙坑后陷入0.2m深而停止運(yùn)動，求沙坑對鉛球的平均阻力(g取10m/s2)【解析解析】鉛球在前一段做自由落體運(yùn)動，后一段做勻減速運(yùn)動對前一段可用機(jī)械能守恒求解，后一段可用動能定理求解 如果用整體法處理，把開始下落到最終停止看成一個(gè)過程，運(yùn)用動能定理列式，將很快得到結(jié)果：由W=Ek

5、，即mg(h+s)-fs=0-0 可得：f=(h+s)mg/s=400N 【評析評析】此題我們用動能定理列式時(shí)，把兩段過程處理成一個(gè)過程，求解就便捷得多了【例例4】如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計(jì)在已知水平推力F的作用下，A、B做加速運(yùn)動A對B的作用力為多大？ 【解解析析】取A、B整體為研究對象，其水平方向只受一個(gè)力F的作用根據(jù)牛頓第二定律知：F =(2m+m)a，得a=F/3m,取B為研究對象，其水平方向只受A的作用力N，根據(jù)牛頓第二定律知：N =ma，故A對B的作用力N =F/3.【評析評析】對連結(jié)體問題，通常先取整體為研究對象求出整體的加速度，然后再根據(jù)題

6、目要求的問題取某一個(gè)物體為研究對象分析和計(jì)算，解題中根據(jù)需要將整體法和隔離法交叉運(yùn)用 在物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)會對整體的、局部的、對變化全過程、對變化過程的細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的分析是一項(xiàng)十分重要的基本功2等效法等效法 “等效”思想是研究和解決物理學(xué)問題的一種很重要的思想 “等效”是指從效果相同出發(fā)，對所研究的對象提出一些方案進(jìn)行研究的一種方法，以簡化求解過程 如力學(xué)中合力和分力的等效代替，運(yùn)動學(xué)中的合運(yùn)動和分運(yùn)動的等效代替、電學(xué)中電路的等效以及物理模型的等效和物理過程的等效【例例5】半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場如圖10-5所示珠子所

7、受靜電力是其重力的 倍將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)靜止釋放求珠子所能獲得的最大動能 Ekm ?34【解解析析】從等效場的角度分析珠子在運(yùn)動中所受到的電場力和重力均不變，把電場和重力場疊加，重力mg和電場力Fe的等效場力 ，方向與重力夾角a=arccos 如圖所示圖中DOCB是等效場力的方向顯然，珠子在達(dá)到圖中的位置B時(shí)，具有最大的動能這一動能值為自A至B過程中等效場力F對珠子所做的功5F4mg45454(1 cos )(1)454kkmmmgrEFramgrmgrEB故小珠運(yùn)動到 點(diǎn)時(shí)有最大動能【例例6】如圖所示，R1、R2、R3為定值電阻，但阻值未知，Rx為電阻箱當(dāng)Rx為Rx1=10時(shí)，通過它的

8、電流Ix1=1A；當(dāng)Rx為Rx2=18時(shí)，通過它的電流Ix2=0.6A.則當(dāng)Ix3=0.1A時(shí)，求電阻Rx3.【解析解析】電源電動勢E、內(nèi)電阻r、電阻R1、R2、R3均未知，按題目給的電路模型列式求解，顯然方程數(shù)少于已知量數(shù)，于是可采取變換電路結(jié)構(gòu)的方法 將圖所示的虛線框內(nèi)電路看成新的電源，則等效電路如右圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，根據(jù)電學(xué)知識，新電路不改變Rx和Ix的對應(yīng)關(guān)系，有， 由兩式，得E=12V，r=2w，代入式，可得 =118.22()XXEIRr 11()XXEIRr 33()XXEIRr 3xR【同類變式】(2011東北師大附中月考)如圖所示的電路中，六個(gè)電阻的阻值都

9、相同，由于對稱性，電阻R2上無電流通過，已知電阻R6所消耗的功率為1W，則六個(gè)電阻所消耗的總功率為( )A6W B5WC3W D2W【解析】由于電阻R2無電流通過，該支路相當(dāng)于斷路，于是電阻R1與R3串聯(lián)，R4與R5串聯(lián)，再兩支并聯(lián)，其阻值與R6相同，它們消耗的功率也應(yīng)為1，因此總功率為2. D正確3假設(shè)法假設(shè)法 所謂假設(shè)法，是對于待求解的問題，在與原題給條件不相違的前提下，人為地加入或減去某些條件，以使原題得以更方便地求解；或者假設(shè)一個(gè)可能的物理狀態(tài)或物理過程，然后對此狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷，把所得的結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行比較以鑒別假設(shè)的正確與否來達(dá)到求解的目的【例例7】如圖所示，兩塊疊放的長方體滑

10、塊A和B，置于固定的傾角為的斜面上，如圖所示滑塊A和B的質(zhì)量分別為M和m，A與斜面間的動摩擦因數(shù)為1，B與A之間的動摩擦因數(shù)為2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，則滑塊B受到的摩擦力()A 等于零 B方向沿斜面向上C大小等于 D大小等于1cosmgq2cosmgqc【解析解析】假設(shè)A和B接觸面光滑，B必然會以gsin的加速度下滑，可見B有相對A向下運(yùn)動的趨勢，可確定滑塊B受到的摩擦力方向沿斜面向上，選項(xiàng)B對；再用整體法求整體下滑的加速度 a=gsin -1gcos，對B有 mgsin -f =ma ，聯(lián)立得 f=1mgcosq，選項(xiàng)C對4圖象法圖象法 根據(jù)題意把抽象的物理過程用

11、圖線表示出來，將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為幾何關(guān)系，運(yùn)用圖象直觀、簡明的特點(diǎn)，分析解決物理問題，則可達(dá)到化難為易、化繁為簡的目的【例例8】一顆速度較大的子彈水平擊穿原來靜止在光滑水平面上的木塊，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則當(dāng)子彈入射速度增大時(shí)，下列說法正確的是() A木塊獲得的動能變大B木塊獲得的動能變小C子彈穿過木塊的時(shí)間變長D子彈穿過木塊的時(shí)間變短BD【解析解析】子彈以初速 穿透木塊過程中，子彈、木塊在水平方向都受恒力作用子彈做勻減速運(yùn)動，木塊做勻加速運(yùn)動，子彈、木塊運(yùn)動的v-t圖如圖中實(shí)線所示圖中OA、 B分別表示子彈穿過木塊過程中木塊、子彈的運(yùn)動圖象，而圖中梯形OAB 的面積為子彈相對木塊

12、的位移，即木塊長 ，當(dāng)子彈入射速度增大變?yōu)?時(shí) 0v0vll0v0v【評析評析】本題若按常規(guī)的思路，依牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式或者動量和能量的知識去列式求解，會使計(jì)算復(fù)雜化，且易出現(xiàn)錯誤判斷 子彈、木塊的運(yùn)動圖象便如圖虛線所示，梯形OABv0的面積仍等于子彈相對木塊的位移即木塊長 ，故梯形OABv0與梯形OABv0的面積相等由圖可知當(dāng)子彈入射速度增加時(shí)，木塊獲得的動能變小，子彈穿過木塊的時(shí)間變短，所以本題正確答案是BD.l【例例9】如圖所示，A、B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U. A板的電勢為零，B板的電勢的隨時(shí)間的變化規(guī)律為：0到 時(shí)間內(nèi)， (正的常數(shù))，在 到T的時(shí)

13、間內(nèi)， ；在T到 的時(shí)間內(nèi) ；在 到2T的時(shí)間內(nèi)， 現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)設(shè)電子的初速度和重力對它的影響均可忽略()B0UU2T0UUB 2T32TB0UU32T0UUB A若電子是在t=0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動B若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動，時(shí)而向A板運(yùn)動，最后打在B板上C若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動，時(shí)而向A板運(yùn)動，最后打在B板上D若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動8Tt 38Tt 2Tt 【解析解析】依題意，作出B板相對于A板的電勢隨時(shí)間變化的圖象(如圖所示) 若電子在t=0時(shí)刻進(jìn)入板間，則在0到 時(shí)間內(nèi)

14、，將向B板加速運(yùn)動，到 時(shí)刻，電子已獲得豎直向上的最大速度 ，在 到T時(shí)間內(nèi)(電子也可能在此前或此間到達(dá)B板)，電子受到的電場力反向，加速度方向與速度v方向相反，做勻減速運(yùn)動根據(jù)運(yùn)動的對稱性，到T時(shí)刻，電子速度減為零，此后重復(fù)上述運(yùn)動，直到到達(dá)B板為止此過程可借助于電子的v-t圖象直觀表示出來如圖(甲)所示 2T2Tmaxv2T若電子在 時(shí)刻、 時(shí)刻、 時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電場區(qū)，運(yùn)動的情況則分別對應(yīng)圖(乙)、(丙)、(丁)圖線的斜率代表加速度，圖線與時(shí)間軸所圍成的“面積”代表位移，其中“正面積”代表電子向B板運(yùn)動，“負(fù)面積”代表電子向A板運(yùn)動(甲)圖中“面積”總是正的，電子一直向B板運(yùn)動(乙)圖

15、中“正位移”大于“負(fù)位移”，所以電子是時(shí)而向B板運(yùn)動，時(shí)而向A板運(yùn)動，最后打到B.從以上分析，選項(xiàng)A和B都是正確的類似分析可以判斷選項(xiàng)C和D是錯誤的，請同學(xué)們自行討論 8Tt 38Tt 2Tt 【同類變式】兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，行駛的速度均為v0，若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時(shí)后車以前車剎車時(shí)的加速度開始剎車，已知前車在剎車過程中所行的距離為s，若要保證兩車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速度行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為( )As B2sC3s D4s【解析】在同一直角坐標(biāo)系上作出兩車的v-t圖(如圖)圖線表示前車運(yùn)動的v-t圖圖線表示后車運(yùn)動的v-t圖由于剎車

16、后兩車運(yùn)動加速度相同，圖線上直線ADBC，兩車運(yùn)動的路程之差是平行四邊形ABCD的面積DS=BDAB=v0t1，而前車剎車過程中通過的路程是OAD的面積S=v0t1/2，則平行四邊形ABCD的面積S=2s.【答案】B5對稱法對稱法 有很多物理現(xiàn)象都具有對稱性，如：豎直上拋運(yùn)動的對稱、振動過程的對稱、某些電路和光路的對稱物理解題中會用到對稱性的思考方法【例例10】如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場(電子質(zhì)量為m，電荷為e)，它們從磁場中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？ 【解解析析】正負(fù)電子的半徑和周期是相同的只是偏轉(zhuǎn)方向相反

17、先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點(diǎn)和圓心恰好組成正三角形所以兩個(gè)射出點(diǎn)相距2r，由圖還看出經(jīng)歷時(shí)間相差5T/6-T/6=2T/3. 【答案答案】射出點(diǎn)相距s= ，時(shí)間差為Dt .【評評析析】關(guān)鍵是找圓心、找半徑和運(yùn)用對稱性2mvBe43mBq【例例11】沿水平方向向一堵豎直光滑的墻壁拋出一個(gè)彈性小球A，拋出點(diǎn)離水平地面的高度為h，距離墻壁的水平距離為s，小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞后，落在水平地面上，落地點(diǎn)距墻壁的水平距離為2s，如圖所示求小球拋出時(shí)的初速度 【解析解析】因小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞，故與墻壁碰撞前后入射速度與反射速度具有對稱性，碰撞后小球的運(yùn)動軌跡與無墻壁阻擋時(shí)小球繼續(xù)前進(jìn)

18、的軌跡相對稱，如圖所示，所以小球的運(yùn)動可以轉(zhuǎn)換為平拋運(yùn)動處理，效果上相當(dāng)于小球從A點(diǎn)水平拋出所做的運(yùn)動0023sh1xv tygt2vx3s22ggyh點(diǎn)拋運(yùn)動 規(guī)為拋點(diǎn)為拋 點(diǎn)為根據(jù)平的 律：因出 到落地 的距離， 出 的高度，代入后可解得：6極限思維法極限思維法(外推法、特殊值檢驗(yàn)法外推法、特殊值檢驗(yàn)法) 極限思維法指將一般條件下得出的物理規(guī)律和結(jié)論，外推到極限值(最大值、最小值或是確定其范圍的邊界值等一些特殊值)下進(jìn)行分析、討論、推理和檢驗(yàn)的方法【例例12】如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為 粗糙斜面上當(dāng)升降機(jī)以加速度a加速下降時(shí)，物體對斜面的壓力為()DAmgcosqBmgcosq+mgsinqCm(g+a)/cosqD