高考物理解题方法总汇 全国通用概要

2020/1/271物理解题方（一）——“假设法”高考物理解题方法总汇.ppt942020/1/272一、什么叫假设法？假设法是一种研究问题的重要方法，是一种创造性的思维活动。用假设法分析物体受力、用假设法判定物体运动、假设气体等温等容等压、假设临界进行计算判断……，在物理解题中屡见不鲜。2020/1/273其思维程序：假设推理得出结论判断原结论是否成立？或得出原题结论（讨论）2020/1/274二、几种常见假设法的应用1、物理过程的假设例1有一质量m=10-8kg、电量q=3×10-8c的带电粒子，将它以V0=1m/s的速度，竖直射入两水平放置的金属板AB间的匀强电场中，如图所示。已知两板间的距离d=0.02m,AB间的电势差U=400v。问带电粒子能否抵A达板？(取g=10)2020/1/275分析：有三种可能过程：（1）不达A板（2）恰达A板然后返回（3）抵A板,与A板碰撞后返回。临界假设法：假设恰达A板，由动能定理得mgd-Uq=1/2mv2-1/2mv02解得v=无解故说明粒子不达A板，原设不成立。11–2020/1/276例2长100cm的均匀玻璃管中，有一段长15cm的水银柱(如图所示)。竖放时空气柱长为60cm。问缓慢地将玻璃管倒过来后，空气柱长为多少?(p0=75cmHg)2020/1/277分析：倒置后有三种可能：⑴水银一点不溢出⑵水银全部溢出⑶水银部分溢出。极端假设法⑴设水银一点不溢出，由玻马得（P+h）L1S=(P-h)L2S，L2=90cm因（90+15）〉100所以水银必然溢出。⑵设水银恰好全部溢出，此时L3=100cm,同样由玻马定律解得P3=54cmHg因54cm,75cm所以水银不可能全部溢出。上述二假设均不成立，则水银只能是部分溢出了。本题可解了（解略）2020/1/2782、矢量方向的假设[例3]如图所示，长为L的轻质硬杆的一端连接一个质量为m的小球（其半径忽略不计）。杆的另一端为固定转动轴o,若他在竖自平面内做匀速圆周运动，转动周期T=2Л√(3L/g)，试求小球到达最高点时杆端对小球的作用力N。2020/1/279分析：杆对球的作用力N可能是⑴拉力，方向竖自向下⑵支持力，方向竖自向上方向需判定。假设为拉力则方向竖自向下且规定向下为“+”向，由牛二定律得N+mg=m(2Л/T)2L又T=2Л√(3L/g)所以解得N=－2mg/3。“－”号说明Ｎ的方向与原设方向相反，应向上。大小为2mg/3。2020/1/27103、临界状态（或极端状态）的假设例4如图所示，一斜轨道与一竖自放置的半径为ｒ的半圆环轨道相连接。现将一光滑小球从高度为ｈ＝2.4ｒ的斜轨上由静止开始释放。试问小球脱离轨道时将做什么运动？2020/1/2711分析：假设小球在圆周顶点恰脱离轨道，则v0=,由机械能守恒得mgh1=mg2r+m(V0)2/2解得h1=2．５ｒ＞ｈ＝２．４ｒ所以，球只能在环轨的上半部某处脱离轨道，然后做斜上抛运动。注：（若ｈ１＝ｈ，过顶点后将平抛运动）Rg2020/1/2712例5在加速行驶的火车上固定一斜面，斜面倾角θ=300,如图所示。有一物体静止在斜面上，试求当火车以下列加速度运动时，物体所受的正压力。⑴a1=10m/s2⑵a2=2.0m/s2。(设物体与斜面间的静摩擦系数μ=0.2，g取10)2020/1/2713分析：有三种可能⑴a极大，物体上滑⑵a极小,物体下滑⑶a恰好为临界值，物相对静止。假设物车无相对运动，则f=o。由牛二定律得：Nsinθ=ma0Ncosθ-mg=o解得a0=gtgθ=5.7m/s2讨论：5.7m/s2〉a2=2.0m/s2，物下滑5.7m/s2a1=10m/s2,物上滑2020/1/2714例6一个质量为1kg的问题,用绳子a、b系在一根直杆上的A、B两点，如图所示。AB=1．６ｍ，ａ、ｂ长均为1m。求直杆旋转的转速ω=3rad/s时，a、b绳上的张力各是多大？2020/1/2715分析：设临界ω0----b恰好拉直但Tb=0Tasinα=mω02RTacosα-mg=o∴ω0=√(gtgα/R)=3.5rad/s∵33.5∴直线b上无张力Tb=o→即可用力的合成分解求Ta。a2020/1/2716思考题：除上述“假设”法外，你还见过哪些“假设法”的应用，请自作归纳补充。2020/1/2717物理解题方法(二）--极值法2020/1/2718将所求物理量表达式化为“y=(x-a)2+b”的形式，从而可得出：当x=a时，y有极值b。（二次函数求极值法）一、利用配方法求极值2020/1/2719例１一矩形线框abcd周长为L,其中通有电流Ｉ，将它置于一匀强磁场Ｂ中，且ab边与磁感线方向平行，该线框所受磁力矩最大可为多少？2020/1/2720二、利用三角函数法求极值如果所求物理量表达式中含有三角函数，可利用三角函数求极值。1．若所求物理量表达式可化为“y=Asinθcosθ”形式（即y=sin2θ）,则在θ=45o时，y有极值A/2。2020/1/2721例2如图，n个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边ＡＢ，当物体沿不同的倾角无初速从顶端滑到底端，下列哪种说法正确（）（A）倾角为30o时,所需时间最短。（B）倾角为45o时,所需时间最短。（C）倾角为75o时,所需时间最短。（D）所需时间均相等。2020/1/27222、若所求物理量表达式形如“y=asinθ+bcosθ”,则将该式化为“y=a2+b2sin(θ+Φ)”从而得出y的极值a2+b2。（即“和差化积”法）例3质量为10千克的木箱置于水平地面上，它与地面间滑动摩擦因数µ=，受到一个与水平方向成角θ斜向上的拉力F，为使木箱作匀速直线运动，拉力F最小值为多大？332020/1/2723三、用不等式法求极值如果所求物理量表达式可化为“Y=Kab”的形式，其中均为a、b变量，但a+b=恒量（a0、b0），则可根据不等式性质ab≤(a+b)2/2求极值。（“定和求积法”）例4一个下端封闭,上端开口的粗细均匀的玻璃管,竖直放置,管全长90厘米,管中有一段长20厘米的水银柱,在温度270C时,水银柱下面空气柱长为60厘米,若外界大气压P0=76cmHg,要使管中水银全部溢出,温度至少应升到多少?2020/1/2724四、用二次函数判别式求极值若所求物理量的表达式为二次函数“Y=ax2+bx+c”的形式，将该表达式整理得方程“ax2+bx+(c-y)=0”，要使方程有解，该函数判别式△=b2-4a(c-y)≥0，由此可解极值。例5一点光源从离凸透镜无限远处沿主轴移到焦点，移动过程中，点光源和所成的像间距离的变化情况是：（）（A）先增大，后减小（B）先减小，后增大（C）一直增大（D）一直减小2020/1/2725五、分析物理过程求极值有些问题可直接通过分析题中的物理过程及相应的物理规律，找出极值出现时的隐含条件，从而求解。例6如图，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为M的物体悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮距离相等，在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的拉力F=mg,先拉住物体,使绳处于水平拉直状态,静止释放物体,在物体下落过程中,保持C、D两端拉力F不变,求物体下落的最大速度和最大距离2020/1/2726六、用假设推理法求极值通过假设法使研究对象处于临界状态，然后再利用物理规律求得极值。（“临界”法）例7如图，能承受最大拉力为10N的细OA与竖直方向成450，能承受最大拉力为5N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力，为使OA和OB均不被拉断，OC下端所悬挂物体P最重不得超过多少？2020/1/2727七、用图象法求极值通过分析物理过程中遵循的物理规律，找到变量间的函数关系，作出其图象，由图象可求得极值。例8两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V0，若前车突然以恒定加速度刹车，在它刚停止时，后车以前车刹车时的加速度开时刹车，已知前车在刹车过程中行驶距离为S。在上述过程中要使两车不相撞，则两车在匀速运动时，报持的距离至少应为：（）（A）S（B）2S（C）3C（D）4S2020/1/2728小结：“忘”掉具体题文；升华、归纳、牢记其思维方法。思考题：根据你见过的题目，给上述七类型各补上1----3道题，以增强对极值法的理解。2020/1/2729物理解题方（三）——等效法2020/1/2730等效思维方法是通过对问题中某些因素进行变换，或直接利用相似性移用某些规律进行分析而得到相等效果的一种科学思维方法。其初步应用，整理归纳如下：2020/1/27311、通过对图形的等效变换来解题例1一块均匀半圆薄电阻合金片P，先按图甲方式接在电极A、B间,测得其电阻是R0,然后按图乙方式接在电极C、D之间,这时P的电阻为。2020/1/27322、通过对电路的等效变换来解题例2图中，A1、A2的读数是。2020/1/27333、通过对运动轨迹的等效变换来解题例3如图所示，已知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场B=1．５T，盒的半径R=60cm，两盒间隙d=1cm。盒间电压U=2．0×104v，今将α粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度垂直于B的方向射入，求α粒子在加速器内运行的总时间？2020/1/27344、通过对电路结构中的未知部分的等效置换来解题例4如图所示，在虚线框内各元件的常数都不知道，当在它的输出端a、b间接一个电阻Rx1=10Ω时，测得其中电流为Ix1=1A；当换以Rx2=18Ω时，其上电流为IX2=0．6A；试问Rx多大时,Ix等于0.1A?2020/1/27355、通过参照系的等效变换来解题例5某物块m，自车内倾角为θ的光滑斜面顶点滑到底部，在车保持静止和水平向右匀速运动两情况下的下滑时间分别为t1和t2，则有t1t2(填＞、＜、＝)。2020/1/27366、利用矢量的叠加原理进行等效变换例6如图，三力（三矢量----速度、动量、加速度、位移．．．．．）大小分别为20N、30N、40N，在同一平面内互成1200角，求其合力（或合矢量）。2020/1/27377、按物理规律实质，寻找等效物理模型例7边长为a的正方形导线框放在按空间均匀分布的磁场中，磁场B的方向与导线框平面垂直,B的大小随时间按正弦规律变化，如图所示，则线框内最大感应电动势εm=。ttB2020/1/27388、利用物理规律的类同性进行等效迁移例8试解释在平缓海滩上，不论海中的波向什么方向传播，当到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向传来。（提示：波在水中传播时，水越浅波速越小）2020/1/27399、利用相似性，辅以某种变换，以简获问题的解例9如图，当车向右加速且a=10m/s2时，问车上杯中的水面与水平向右的方向夹成几度角？（g=10）a2020/1/2740思考题：根据你见过的题目或根据等效的思路，给上述九类型各补上1-3道题，以增强对等效法的理解。2020/1/2741物理解题方法（四）——构造法2020/1/2742构造法定义对已知条件隐蔽，模型新奇，题文隐晦，常规方法难以奏效的物理题，在不改变原题所含的物理本质特征的条件下，对原题进行替换、重组、推广、限定．．．．．．创造性活动，把原题改装成一个物理模型或情景清晰、熟悉、处理问方法常规化的问题，以求得问题的简捷解决。这种方法称为“构造法”。优点：简捷、高效、巧妙2020/1/2743关键（1）抓物理本质特征→进行新图景的重构再建（2）依托与个人头脑中所拥有的常规解题模型、模式的数量和迁移水平。2020/1/2744二、常见的一些“构造法”的应用1、构造特例、简化解题过程2、构造相关的物理情景，降低解题难度３、构造图像，充分展示各物理量之间的关系４、构造模型，明确物理情景2020/1/27451、构造特例、简化解题过程思维程序分析问题情景抓住特殊值或极端情景构造特例特例分析得出结论关键：选好①特殊值②极端值③特殊物理模型2020/1/2746例１一轻质弹