高中物理解题技巧及例题.pdf
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1、时间 +汗水效果 苦学、蛮学不如巧学 第一部分高中物理活题巧解方法总论 整体法隔离法力的合成法力的分解法力的正交分解法加速度分解法加速度合成法 速度分解法速度合成法图象法补偿法(又称割补法)微元法对称法假设法临界条件法 动态分析法利用配方求极值法等效电源法相似三角形法矢量图解法等效摆长法 等效重力加速度法特值法极值法守恒法模型法模式法转化法气体压强的参考液片法 气体压强的平衡法气体压强的动力学法平衡法(有收尾速度问题)穷举法通式法 逆向转换法比例法推理法密度比值法程序法等分法动态圆法放缩法电流元分析法 估算法节点电流守恒法拉密定理法代数法几何法 第二部分部分难点巧学 一、利用“假设法”判断弹力
2、的有无以及其方向 二、利用动态分析弹簧弹力 三、静摩擦力方向判断 四、力的合成与分解 五、物体的受力分析 六、透彻理解加速度概念 七、区分 s-t 图象和 v-t 图象 八、深刻领会三个基础公式 九、善用匀变速直线运动几个重要推论 十、抓住时空观解决追赶(相遇)问题 十一、有关弹簧问题中应用牛顿定律的解题技巧 十二、连接体问题分析策略整体法与隔离法 十三、熟记口诀巧解题 十四、巧作力的矢量图,解决力的平衡问题 十五、巧用图解分析求解动态平衡问题 十六、巧替换、化生僻为熟悉,化繁难就简易 十七、巧选研究对象是解决物理问题的关键环节 十八、巧用“两边夹”确定物体的曲线运动情况 十九、效果法运动的合
3、成与分解的法宝 二十、平抛运动中的“二级结论”有妙用 二十一、建立“F供F需”关系,巧解圆周运动问题 二十二、把握两个特征,巧学圆周运动 二十三、现代科技和社会热点问题STS 问题 二十四、巧用黄金代换式“GM R 2g” 二十五、巧用“比例法”解天体运动问题的金钥匙 二十六、巧解天体质量和密度的三种方法 二十七、巧记同步卫星的特点“五定” 二十八、“六法”求力的功 二十九、“五大对应”功与能关系 三十、“四法”判断机械能守恒 三十一、“三法”巧解链条问题 三十二、两种含义正确理解功的公式,功率的公式 三十三、解题的重要法宝之一功能定理 三十四、作用力与反作用力的总功为零吗?摩擦力的功归类 三
4、十五、“寻”规、“导”矩学动量 三十六、巧用动量定理解释常用的两类物理现象 三十七、巧用动量定理解三类含“变”的问题 三十八、动量守恒定律的“三适用”“三表达”动量守恒的判断 三十九、构建基本物理模型学好动量守恒法宝 四十、巧用动量守恒定律求解多体问题 四十一、巧用动量守恒定律求解多过程问题 四十二、从能量角度看动量守恒问题中的基本物理模型动量学习的提高篇 四十三、一条连等巧串三把“金钥匙” 四十四、巧用力、能的观点判断弹簧振子振动中物理量的变化 四十五、弹簧振子运动的周期性、对称性 四十六、巧用比值处理摆钟问题 四十七、巧用位移的变化分析质点的振动:振动图像与振动对应 四十八、巧用等效思想处
5、理等效单摆 四十九、巧用绳波图理解机械波的形成 五十、波图像和振动图像的区别 五十一、波的叠加波的干涉 五十二、物质是由大量分子组成的 五十三、布朗运动 五十四、分子间作用力 五十五、内能概念的内涵 五十六、能的转化和守恒定律 五十七、巧建模型气体压强的理解及大气压的应用 五十八、活用平衡条件及牛顿第二定律气体压强的计算 五十九、微观与宏观正确理解气体的压强、体积与温度及其关系 六十、巧用结论理想气体的内能变化与热力学第一定律的综合应用 六十一、巧用库仑定律解决带电导体球间力的作用 六十二、巧选电场强度公式解决有关问题 六十三、巧用电场能的特性解决电场力做功问题 六十四、巧用电容器特点解决电容
6、器动态问题 六十五、利用带电粒子在电场中不同状态解决带电粒子在电场中的运动 六十六、巧转换,速求电场强度 六十七、巧用“口诀” ,处理带电平衡问题 六十八、巧用等效法处理复合场问题 六十九、巧用图象法处理带电粒子在交变电场中运动问题 第一部分 高中物理活题巧解方法总论 一、整体法 研究对象有两个或两个以上的物体,可以把它们作为一下整体,整体质量等于它们的总 质量。整体电量等于它们电量代数和。 有的物理过程比较复杂,由几个分过程组成,我们可以把这几个分过程看成一个整体。 所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统,或由几个分过程组成的整个过 程作为研究对象进行分析研究的方法。 整体法适用于
7、求系统所受的外力,计算整体合外力时,作为整体的几个对象之间的作用 力属于系统内力不需考虑,只需考虑系统外的物体对该系统的作用力,故可使问题化繁为简。 例 1:在水平滑桌面上放置两个物体A、B 如图 1-1 所示, mA=1kg,mB=2kg,它们之间 用不可伸长的细线相连,细线质量忽略不计,A、B 分别受到水平间向左拉力F1=10N 和水 平向右拉力F2=40N 的作用,求 A、B 间细线的拉力。 【 巧 解 】 由 于 细 线 不 可 伸 长 , A 、 B有 共 同 的 加 速 度 , 则 共 同 加 速 度 221 4010 10/ 12 AB FF am s mm 对于 A 物体:受到
8、细线向右拉力F 和 F1拉力作用,则 1A FFm a,即 1 101 1020 A FFm aN F=20N 【答案】 =20N 例 2:如图 1-2 所示,上下两带电小球,a、b 质量均为m,所带电量分别为q 和-q,两 球间用一绝缘细线连接,上球又用绝缘细线悬挂在开花板上,在两球所在空间有水平方向的 匀强电场,场强为E,平衡细线都被拉紧,右边四图中,表示平衡状态的可能是: 【巧解】对于a、b 构成的整体,总电量Q=q-q=0,总质量M=2m ,在电场中静止时, ab 整体受到拉力和总重力作用,二力平衡,故拉力与重力在同一条竖直线上。 【答案】 A 说明:此答案只局限于a、b 带等量正负电
9、荷,若a、b 带不等量异种电荷,则a与天花 板间细线将偏离竖直线。 例 3:如图 1-3 所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着 一个质量为m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为 重力加速度的 1 2 ,即 1 2 ag,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少? 【巧解】对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依牛顿第二定律列式: () N mgMgFmaM故木箱所受支持力: 2 2 N Mm Fg,由牛顿第三定律知: 木箱对地面压力 2 2 NN Mm FFg。 【答案】木箱对地面的压力 2 2 N Mm Fg 例 4:如图 1-
10、4,质量为m 的物体 A 放置在质量为M 的物体 B 上, B 与 弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A、B 之间无相 对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x 时, A、B 间摩擦力f 的大小等于() A、0 B、kxC、() m kx M D、() m kx Mm 【巧解】对于A、B 构成的整体,当系统离开平衡位置的位移为x 时,系 统所受的合力为F=kx, 系统的加速度为 kx a mM , 而对于 A 物体有摩擦力fFma 合 , 故正确答案为D。 【答案】 D 例 5: 如图 1-5 所示,质量为 m=2kg 的物体, 在水平力 F=8N 的作用
11、下, 由静止开始沿水平方向右运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2, 若 F 作用 t1=6s 后撤去,撤去 F 后又经 t2=2s 物体与竖直壁相碰,若物体与 墙壁作用时间t3=0.1s,碰后反向弹回的速度 =6m/s,求墙壁对物体的平均 作用力 FN(g 取 10m/s2) 。 【巧解】如果按时间段来分析,物理过程分为三个:撤去F 前的加速 过程;撤去F 后的减速过程;物体与墙壁碰撞过程。分段计算会较复杂。 现把全过程作为一个整体(整体法),应用动量定理,并取F 的方向为正方向,则有 1123 ()0 N F tmg ttFtmv代入数据化简可得FN=280N 【答案】 FN=280
12、N 巧练:如图1-6 所示,位于水平地面上的斜面倾角为,斜面体的质量为M,当 A、B 两物体沿斜面下滑时,A、B 间无相对滑动,斜面体静止,设A、B 的质量均为m,则地面 对斜面体的支持力FN及摩擦力f 分别是多少?若斜面体不是光滑的,物体A、B 一起沿斜 面匀速下滑时,地面对斜面体的支持力FN及摩擦力f 又分别是多少? 巧练 2:如图 1-7 所示, MN 为竖直墙壁, PQ 为无限长的水平地面,在PQ 的上方有水 平向左的匀强电场,场强为E,地面上有一点A,与竖直墙壁的距离为d,质量为 m,带电 量为 +q 的小滑块从A 点以初速vo沿 PQ 向 Q 运动,滑块与地面间的动摩擦因数为,若
13、mgEq,滑块与墙MN 碰撞时无能量损失,求滑块所经历的总路程s。 二、隔离法 所谓隔离法就是将研究对象(物体) 同周围物体隔离开来,单独对其进行受力分析的方 法。隔离法适用于求系统内各物体(部分)间相互作用。在实际应用中,通 常隔离法要与整体法结合起来应用,这样更有利于问题的求解。 例 1:如图 2-1 所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为m 的 4 块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖静止不动,则第1 块对第 2 块砖摩擦力大小为() A、0 B、mg/2 C、mg D、2mg 【巧解】本题所求解的是第1 块对第 2 块砖摩擦力,属于求内力,最终必须要 用隔离法才能求解
14、,研究对象可以选1,也可以选2,到底哪个更简单呢?若选2 为研究对象,则1 对 2 的摩擦力及3 对 2 的摩擦力均是未知的,无法求解;而选1 为研究对象,尽管2 对 1 的摩擦力及左板对1 的摩擦力均是未知的,但左板对1 的 摩擦力可以通过整体法求解,故选1 为研究对象求内力较为简单。 先由整体法(4 块砖作为一个整体)可得左、右两板对系统的摩擦力方向都竖 直向上,大小均为4mg/2=2mg,再以 1 为研究对象分析,其受力图2-2 所示(一定 要把它从周围环境中隔离开来,单独画受力图),1 受竖直向下的重力为mg,左板 对 1 的摩擦力f左板竖直向上,大小为2mg,故由平衡条件可得:2 对
15、 1 的摩擦力f21 竖直向下,大小为mg,答案应选C 项。 【答案】 C 例 2:如图 2-3 所示,斜面体固定,斜面倾角为,A、B 两物体叠放在一起,A 的上表 面水平,不计一切摩擦,当把A、B 无初速地从斜面顶端释放,若运动过程中B 没有碰到斜 面,则关于B 的运动情况描述正确的是() A、与 A 一起沿斜面加速下滑 B、与 A 一起沿斜面匀速下滑 C、沿竖直方向匀速下滑 D、沿竖直方向加速下滑 【巧解】 本题所求解的是系统中的单个物体的运动情况,故可用隔离法进行分析,由于 不计一切摩擦,而A 的上表面水平,故水平方向上B 不受力。由牛顿第一定律可知,B 在 水平方向上运动状态不变(静止
16、),故其运动方向必在竖直方向上。因A 加速下滑,运动过 程中 B 没有碰到斜面(A、B 仍是接触的) ,即 A、B 在竖直方向上的运动是一样的,故B 有竖直向下的加速度,答案D 正确。 【答案】 D 例 3:如图 2-4 所示,固定的光滑斜面体上放有两个相同的钢球P、Q, MN 为竖直挡板,初状态系统静止,现将挡板MN 由竖直方向缓慢转至与斜 面垂直的方向,则该过程中P、Q 间的压力变化情况是() A、一直增大B、一直减小C、先增大后减小D、一直不 变 【巧解】本题所求解的是系统内力,可用隔离法来分析,研究对象可以 选 P,也可以选Q,到底选哪个更简单呢?当然选P 要简单些,因为P 受力 个数
17、少, P 受到重力、斜面的支持力N斜(垂直斜面向上)和Q 的支持力NQ(沿斜面斜向 上)共三个力作用,由平衡条件可知,这三个力的合力为零,即重力沿N斜,NQ反方向的 分力分别与N耕、NQ的大小相等,在转动挡板过程中,重力的大小及方向都不变,而N耕、 NQ的方向也都不变,即分解重力的两个方向是不变的,故分力也不变,故 D 选项正确 【答案】 D 例 4:如图 2-5 所示,人重G1=600N,木板重 G2=400N,人与木板、木板与地面间滑动 摩擦因数均为 =0.2,现在人用水平力F 拉绳,使他们木板一起向右匀 速动动,则() A、人拉绳的力是200N B、人的脚给木板的摩擦力向右 C、人拉绳的
18、力是100N D、人的脚给木板的摩擦力向左 【巧解】求解人与板间的摩擦力方向,属求内力,须用隔离法,研究对象可选人,也可 以选板,到底选哪个更简单呢?当然选人要简单些,因为人受力个数少,以人为研究对象, 人在水平方向上只受绳的拉力(水平向右)和板对人的摩擦力两个力作用,属二力平衡,故 板对人的摩擦力向左,由牛顿第三定律可知,人的脚给木板的摩擦力向右,B、D 两个选项 中 B 选项正确。 绳的拉力属外力,可用整体法来求解,人与板相对地向右运动,滑动摩擦力水平向左, 而其大小为 12 ()0.2fNGG;人与板系统水平向右受到 两个拉力,故由平衡条件可得:2T=f,故 T=100N ,答案 C 选
19、项正确。 【答案】 B、C 巧练 1:如图 2-6 所示,半径为R 的光滑球,重为G,光滑木块厚为h,重为 G1,用至 少多大的水平F 推木块才能使球离开地面? 巧练 2:如图 2-7 所示, A、B 两物体叠放在转台上(A 在上, B 在下), 并随转台一起匀速运动,则关于A 对 B 的摩擦力的判断正确的是() A、A 对 B 没有摩擦力 B、A 对 B 有摩擦力,方向时刻与线速度方向相反 C、A 对 B 有摩擦力,方向时刻指向转轴 D、A 对 B 有摩擦力,方向时刻背离转轴 三、力的合成法 一个力如果产生的效果与几个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那几个的合 力,而那几个力就叫做这
20、个力的分力,求几个力的合力叫力的合成。 力的合成遵循平行四边形法则,如求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以把表 示 F1、F2的有向线段作为邻边,作一平行四边形,它的对角线即表示合力大小和方向。 共点的两个力F1、F2的合力 F 的大小,与两者的夹角有关,两个分力同向时合力最大, 反向时合力最小,即合力取值范围力F1-F2 F1+F2 合力可以大于等于两力中的任一个力,也可以小于任一个力,当两力大小一定时,合力 随两力夹角的增大而减小,随两力夹角的减小而增大。 如果一个物体A 对另一个物体B 有两个力作用, 当求解 A 对 B 的作用力时, 通常用力 的合成法来求解。 例 1:水平横梁
21、的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端 C 固定于墙壁上, 另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg 的重物, CBA=30 ,如 图 3-1 所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g 取 10m/s 2) ( ) A、50N B、50 3NC、 100N D、100 3N 【巧解】绳子对滑轮有两个力的作用,即绳子BC 有斜向上的拉力,绳子BD 有竖直向下的拉力,故本题所求的作用力应该为以上这两个力的合力,可用力的合 成法求解。 因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重力,即TBC=TBD=mg=100N ,而这两个力的 夹角又是特殊角120,用平行四边形定则作图,可知合力F合=1
22、00N,所以滑轮受绳的作 用力为 100N,方向与水平方向成30角斜向下。 【答案】 C 例 2:如图 3-2 所示,一质量为m 的物块,沿固定斜面匀速下滑,斜面的倾角 为,物体与斜面间的动摩擦因数为,则斜面对物块的作用力大小及方向依次为 () A、sinmg,沿斜面向下B、sinmg,沿斜面向上 C、cosmg,垂直斜面向下D、mg,竖直向上 【巧解】 斜面对物块有两个力的作用,一个是沿垂直斜面向上支持力N,另一个是沿斜 面向上的摩擦力f,故本题所求的作用力应该为以上这两个力的合力,可用力的合成法求解。 物块共受三个力作用:重力mg、支持力N、摩擦力f;由平衡条件可知,这三个力的 合力为 0
23、,即支持力N、摩擦力f 的合力重力mg 等大反向,故答案D 选项正确 【答案】 D 例 3:如图 3-3 所示,地面上放在一个质量为m 的物块,现有斜向上的力F 拉物块,物 块仍处于静止状态,则拉力F 与物体所受到摩擦力f 的合力方向为() A、斜向左上B、斜向右上 C、竖直向上D、条件不足,无法判断 【巧解】物块共受四个力作用,重力G、拉力 F、摩擦力f 以及支持力N, 其受力图如图3-4 所示,我们可以用力的合成法,把四力平衡转化成二力平衡: 即 F 与 f 合成, G 与 N 合成, G 与 N 的合力一定竖直向下,故F 与 f 的合力一 定竖直向上,故答案C 正确。 【答案】 C 巧练
24、 1:如图 3-5 所示, A、B 两小球穿在水平放置的细杆上,相距为d, 两小球各用一根长也是d 的细绳连接小球C,三个小球的质量均为m,整个系 统处于静止状态,而杆对小球A 的作用力大小是() A、1.5mg B、mg C、 3 6 mgD、 21 3 mg 巧练 2:如图 3-6 所示,在倾角为=30的粗糙斜面上放有一重为G 的物 体,现用与斜面底边平行的力F=G/2 推物体, 物体恰能沿斜面作匀速直线运动, 则物体与斜面间的动摩擦因数为() A、0.5 B、0.2 C、 6 3 D、 3 2 四、力的分解法 由一个已经力求解它的分力叫力的分解,力的分解是力的合成的逆过程,也同样遵循平
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