掌握好做物理題的10種常用方法,物理至少80 !

方法是溝通思想、知識和能力的橋梁,物理方法是物理思想的具體表現。學好中學物理,除需掌握有關物理內容的基本知識、基本概念外,還必須掌握一定的解題方法和技巧。下面物理君介紹10個常用的解題方法:

一、 整體法與隔離法

在物理中通常用整體法與隔離法處理簡單的連體問題,把所研究的對象作為一個整體來處理的方法是整體法。

采用整體法就是從整體上對物體進行分析,不去考慮物體間的相互作用。采用整體法可以避免對事物內部進行復雜的討論。

在不涉及系統內力時應優先考慮運用整體法,其優點是研究對象少,求解過程往往簡單而巧妙。而隔離法是指將系統中的一個物體隔離出來進行研究,把系統的內力轉化為某一個物體所受的外力的方法。

整體法和隔離法是重要的思想方法,實際應用時,要求靈活轉換研究對象,交替使用整體法和隔離法,以取得最簡潔的解題思路。

例題1、

有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,BO豎直放置,表面光滑。AO上套有小環P,BO上套有小環Q,質量均為m,兩環由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連,并在某一位置處于平衡狀態(如圖1)。現將P環向左移一小段距離,當兩環再次達到平衡時,將移動后的平衡狀態和原來的平衡狀態比較,AO桿對P環的支持力和細繩上的拉力T的大小變化情況各如何?

解析:首先通過整體分析法可知,支持力N=2mg 始終不變。再轉換研究對象,隔離環Q進行分析,在豎直方向有Tcosθ= mg,其中環P左移后,繩與豎直方向的夾角θ變小,因此T將變小。

二、圖像法

物理圖象是處理物理問題的重要手段之一,它具有直觀和形象的特點,可以直觀地將自變量和因變量之間的關系表現出來,應用圖象法處理問題時,要搞清圖象所揭示的物理規律或物理量間的函數關系,即必須明確橫縱坐標物理量的物理意義,明確有關“斜率”、“面積”、“截距”等所表示的物理意義,先把具體問題抽象為一個物理模型,然后轉化為數學模型,建立函數關系,畫出圖象,進而分析問題。

在中學物理中,常見的圖象有:s—t 圖像, v—t 圖象,波動圖象,理想氣體狀態變化圖象,伏安特性關系圖象,電源的外特性圖象,交流電圖象等等。

例題2、

起重機要把停在地面上的貨物豎直提起,放到50m高度的樓頂上,若起重機豎直上下的最大加速度大小為2m/s2,則貨物如何運動才能使貨物在最短時間內到達樓頂?最短時間是多少?

解析:首先應比較兩種運動:

1、先勻加速再勻減速運動;

2、先勻加速后勻速再勻減速運動,作出圖象所示,要圍成的面積相等,必須t1t2,因此以2m/s2勻加速上升緊接著,位面勻減速上升,所需時間最短,位移大小即圍成積大小。

對某些物理過程,如能作出對應的物理圖象,其變化規律便一目了然。根據圖象進行有關計算,一般能簡化過程,甚至得到意外的收獲。

三、 圖解法

圖解法是指利用作圖的方法分析物理問題的方法,它通常適用于三個力的情況,其中一個力是恒力,另一個力的方向不變大小變化,求解第三個力的情況,它的優點是直觀性好,但由于作圖和測量的誤差造成結果的精確性差,因此常用作定性討論。

例題3、

如圖所示,小球被兩根細線OA、OB 懸掛在空中,細線OB水平,兩細線所受拉力大小分別為T1和T2。如果將OA線的懸點移到A′點,OB線方向不變,則兩根繩上的拉力大小的變化情況如何?

解析:先畫出小球的受力圖,重力 G、拉力 T1、拉力 T2。根據平行四邊形定則和三角函數關系:假設細線OA與水平方向的夾角為α,則T1=G/sina,T2=G/tana。當懸點向右移動時,a角減小,sina、tana減小,因此,T1和T2均增大。

四、 比例法

比例法就是利用比例關系求解物理問題的方法。在一些物理題中,可以利用兩個物理量的正、反比例關系消去中間變量,從而使問題簡化。

例題4、

一觀察者站在列車的第一節車廂的前端,列車從靜止開始做勻加速直線運動。第一節車廂通過他歷時t1=2s,全部車廂通過歷時6s。設各節車廂長度相等,不計車廂間的距離。求:

(1)這列車共有幾節車廂?

(2)最后 2s 內通過這人的車廂有幾節?

(3)最后一節車廂通過這人需時多少?

解析:

五、 極限法

極限法是指在解決物理問題的過程中,對給定的條件和關系進行“放大”或“縮小”,以至達到“極限”,使問題中原來所表示的現象和規律更加明顯,然后分析極端狀態,幫助作出判斷或尋找結論的一種方法,應用極限法往往會使問題的解決更快捷。如伽利略的理想斜面就用了極限的方法將第二個斜面外推到極限——水平面;開爾文把查理定律外推到壓強為零這一極限值,引入了熱力學溫標等,但要注意的是,在應用極限法時,所選取的物理過程所研究的物理量的變化應該是單一的,如增函數或減函數,但不能既有增函數又有減函數。

例題5、

船在靜水中的速度為 v0,往返于甲乙兩碼頭一次的時間為t0,在水流速度為 v 的河水中往返同樣距離的時間為 t,試比較t0和t的大小關系。

解析:

此題用計算法解決也可以,但費時,如果采用極端思維問題就簡單多了——設想v趨近于v0逆水返回時間將趨于無窮大,故t大于t0

六、 等效法

等效法是指在效果等同的情況下,以一些簡單的因素代替原來的復雜因素,從而揭示事物的本質和規律的一種思想方法。等效思想在物理學中有著廣泛的應用,如力的合成與分解中合力與分力的等效替代;運動的合成與分解中,合運動與分運動的等效替代;電學中的等效電路圖、等效電阻等。利用等效法可以將一個復雜的或難于解決的問題等效為一個較為簡單的或易于解決的問題,它起到了一個化繁為簡、化難為易的作用。因此,等效法是解決復雜問題的重要方法之一。

七、 對稱法

物理學中存在著大量的對稱現象,如物理模型的對稱結構、物體運動的對稱性、電場、磁場的對稱分布等,其對稱部分總存在著某些相同的特征,因此,利用物理學中存在的各種對稱關系分析問題和處理問題的方法叫做對稱法。

例題7、

如圖所示,四個相同的物塊 A、B、C、D 質量均為 m,現用兩塊相同的木板將它們緊壓在一起,處于靜止狀態,接觸面豎直。試分析兩木板與 A、D 間及中央兩物塊 B、C 間的摩擦力。

解析:

根據題中研究對象在性質和構造上的對稱性,左板與 A 之間、右板與 D 之間具有相同的摩擦力,然后通過分析整體的平衡關系易知該摩擦力大小為 f = 2mg,方向豎直向上。而 B、C之間不應存在摩擦力,因為根據對稱性,B、C 的受力情況應完全相同,如果 B、C 間存在摩擦力,那么 B 對 C 的摩擦力和 C 對 B 的摩擦力方向相反,這樣就會破壞這種對稱性。

對稱性也常出現在上拋運動、簡諧運動、電磁場、光學等知識中,分析題目的特點,抓住對稱的物理量解題,不失為一種捷徑。

八、 臨界法

臨界狀態是指物體運動狀態發生質的變化的轉折點,是一種狀態轉變為另一種狀態的中介狀態,如物理學中的臨界角、熔點、臨界溫度、極限頻率等,利用臨界條件處理物理問題的方法稱為臨界法。如果題目中出現如“最大、最小、至少、恰好、滿足什么條件”等一類詞語時,常采用這種方法。

例題8、

物體在豎直平面內做變速圓周運動,中學物理僅研究通過最高點和最低點的兩類情況。沒有物體支撐的圓周運動,有繩模型和沿光滑內軌道運動的兩類場景:本質上都是自身的重力和指向圓心的彈力之和提供向心力,如圖所示:

臨界條件:

,解得:

稱為維持圓周運動的臨界速度。討論:

,繩和光滑軌道內側提供指向圓心,沿徑向里的彈力;v=v0

彈力為零,Fn=mg=mv0^2/R, VV0,無法到達最高處,未到之前就開始做斜上拋運動。

九、正交分解法

正交分解法是指將物體所受到的力分解到相互垂直的兩個方向上進行求解的方法,在解決物體受多個力作用的問題時采用正交分解法非常方便。

例題9、

如圖所示, 在傾角為的斜面上,放置一質量為m的物體,物體與斜面間摩擦系數為。為使m能勻速下滑需再施加一個F,求F的最小值及取得最值時的方向。

解析:

物體受力如圖所示,選取坐標系xoy,設所加外力F與x軸夾角為α。可得:

由(1)(2)(3)式解得:

十、 物理模型法

物理模型是一種理想化的物理形態,是物理知識的一種直觀表現。而物理模型法是對研究對象加以簡化和純化,突出主要因素、忽略次要因素,從而來研究、處理物理問題的一種思維方法。從本質上講,分析和解決物理問題的過程,就是構建物理模型的過程。

例題10、

如圖所示,豎直放置的平行金屬板,兩板間距為 0.1m,極板間電勢差為 103v,一個質量為 0.2g、帶電量為 10-7c 的小球用 0.01m 長的絕緣線懸掛于 O 點。現將小球拉到與絕緣線呈水平位置的 A 點后放開,小球運動到 O 點正下方的 B 點時線突然斷開,以后小球恰能通過 B 點正下方的 C點。求 BC 間的距離。(g=10m/s2)

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