高中物理解题方法

zxxk.com高中物理解题方法(共14页)第1页高中物理解题方法整理人:宛丘先生一.整体法，隔离法整体法:是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）。隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力。(作为理想化环境处理)例一.在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的物体P和Q，如图所示．若两物体分别沿左右两斜面匀速下滑过程中，三角形木块静止，则粗糙水平面对三角形木块的下列正确中的是（）A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因为m1、m2、θ1、θ2的数值并来给出D．以上结论都不对答案:将三个物体看作整体，则物体只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故三角形木块不受地面的摩擦力故选D变式训练1:(2017年海南高考)一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示。质量为3m/5的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。求:(1)弹簧的劲度系数；(2)物块b加速度的大小；(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式。zxxk.com高中物理解题方法(共14页)第2页二.等势面法求电场方向解题思路:此类题型主要是利用等势面(两个电势相等的点位于同一等势面上)。例二.(2017年全国lll卷改编)一匀强电场的方向平行于xoy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是(ABD)A.电场强度的大小为2.5v/mB.电场方向:从o指向cC.电子在点的电势能比在点的低7eVD.电子从点运动到点,电场力做功为9ev(此题为原题不做详细解答)变式三:如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BOA=600，OB=3OA/OB.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电，电荷量为q（q＞0），同时加一匀强电场，场强方向与三角形OAB所在平面平行，现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带点小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g。求:（1）无电场时，小球达到A点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向(请用两种方法解答)。三.微元法解题思路:所谓“微元法”，又叫“微小变量法”，是解物理题的一种方法。[来源:Zxxk.Com](1)什么情况下用微元法解题？在变力作用下做变变速运动（非匀变速运动）时，可考虑用微元法解题。(2)关于微元法。在时间t很短或位移x很小时，非匀变速运动可以看作匀变速运动，运动图象中的梯形可以看作矩形，所以xtv，sxltlv。微元法体现了微分思想。(3)关于求和。许多小的梯形加起来为大的梯形，即Ss，（注意：前面的s为小写，后面的S为大写），并且0vvv，当末速度0v时，有0vv，或初速度00v时，有vv，这个求和的方法体现了积分思想。(4)一些以“电磁感应”为题材的题目。可以用微元法解，因为在电磁感应中，如导体切割磁感线运动，产生感应电动势为BLvE，感应电流为RBLvI，受安培力为vRLBBILF22，因为是变力问题，所以可以用微元法.[来源:学科网]1．如右图所示，一个“∠”形导轨ADC垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，MN是与导轨材料和规格都相同的导体棒。在外力作用下，导体棒以恒定速度v沿导轨向右运动，导体棒与导轨始终接触良好。以导体棒在右图所示位置为计时起点，则下列物理量随时间变化的图像正确的是（下图中E为回路中感应电动势；I为流过金属棒的电流；F为作用ADCMNvzxxk.com高中物理解题方法(共14页)第3页在金属棒上的安培力；P为感应电流的热功率。）（）2.如图，铁芯右侧线圈连接两根不平行的金属直导轨，其上放有一根金属棒，导轨处在与导轨平面垂直的有界匀强磁场中，金属棒和导轨的电阻均不计。下列做法能使左侧闭合电路中一定有感应电流的是（）（A）匀强磁场的磁感强度增大[来源:学#科#网]（B）金属棒向右做匀速直线运动（C）金属棒向右做匀减速直线运动（D）金属棒向左做变加速直线运动3.光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量m的杆1放置在b、d两点上，杆2放置在杆1右侧L/2处。除杆2电阻为R外，杆1和轨道电阻均不计。（1）若固定杆1，用水平外力以速度v0匀速向右拉动杆2。试利用法拉第电磁感应定律推导：杆2中的感应电动势大小E=BLv0。（2）若固定杆2，用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，杆1向左运动位移L时速度的大小为多少？（3）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L内，水平外力做的功为多少？（4）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L用了多少时间？[来源:Z.xx.k.Com][来源:学科网]tEO（A）tFOtPOIO（B）（C）（D）tabcde122LL/2L/2LBzxxk.com高中物理解题方法(共14页)第4页4.（2014上海卷）33．（14分）如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5Ω，MN与MP的夹角为1350，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m．将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。(1)若初速度v1=3m/s，求棒在GH处所受的安培力大小FA．(2)若初速度v2=1.5m/s，求棒向左移动距离2m到达EF所需时间t．(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3．[来源:学科网][来源:学,科,网Z,X,X,K]5.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为。[6.如图所示，顶角=45°，的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r.导体棒与导轨接触点的a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时，导体棒位于顶角O处，求：（1）t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。（3）导体棒在O～t时间内产生的焦耳热Q。（4）若在to时刻将外力F撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。yOMNabV0θzxxk.com高中物理解题方法(共14页)第5页7.(14分)如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内，MN是直导轨，PQ的PQ1段、Q2Q3段是直导轨、Q1Q2段是曲线导轨，MN、PQ1、Q2Q3相互平行，M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻。质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN。整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。金属棒处于位置（I）时，给金属棒一向右的初速度v1=4m/s，同时加一恒定的水平向右的外力F1，使金属棒向右做a=1m/s2匀减速运动；当金属棒运动到位置(Ⅱ)时，外力方向不变，改变大小，使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ)。已知金属棒在位置(I)时，与MN、Q1Q2相接触于a、b两点，a、b的间距L1=1m；金属棒在位置(Ⅱ)时，棒与MN、Q1Q2相接触于c、d两点；位置（I）到位置(Ⅱ)的距离为7.5m。求：（1）从位置（I）到位置(Ⅱ)过程中的F1大小；（2）c、d两点间的距离L2；（3）金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中，电阻R上放出的热量Q。8．(14分)如图，水平面内有一半径r=4m的光滑金属圆形导轨，圆形导轨的右半部分的电阻阻值R=1.5,其余部分电阻不计，圆形导轨的最左边A处有一个断裂口，使圆形导轨不闭合．将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨GH处，并通过圆心O．空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做与GH方向垂直的直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等.(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA．(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m所需时间t．(3)在棒由GH处向左移动2m的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3．[来源:Z+xx+k.Com]zxxk.com高中物理解题方法(共14页)第6页参考答案：1.D2.BC3.（1）经过Δt时间，E=ΔΦΔt=BL(L2+v0Δt)－BLL2Δt=BLv0（2）v1=2v0（3）W=3B2L3v04R+32mv02（4）Δt=3L4v04.（1）8N；（2）1s；（3）1m/s5.感应电流产生的焦耳热，2202rBTFR[来源:Z,xx,k.Com]6.解：（1）0到t时间内，导体棒的位移tvx0，t时刻，导体棒的有效长度xxl045tan，导体棒的感应电动势0BlvE，回路总电阻xrR)22(，电流强度为rBvREI)22(0，电流方向ab。（2）rtvBBIlF)22(202。[来源:学#科#网Z#X#X#K]（3）解法一t时刻导体棒的电功率'2RIP=rtvB2302)22(2，tPrtvBtPtPQ22302__)22(22。（4）撤去外力后，设任意时刻t导体棒的坐标为x，速度为v，取很短时间t或很短距离x，解法一在ttt~时间内，由动量定理得vmtBIl①zxxk.com高中物理解题方法(共14页)第7页vmtlvrB)()22(2，②[来源:学科网ZXXK]02)22(mvSrB③扫过的面积：2))((00xxxxS=2202xx④（000tvx⑤）得20020)()22(2tvBrmvx。⑥或:设滑行距离为d，则ddtvtvS2)(0000⑦即022002Sdtvd⑧解之20000)(2tvStvd（负值已舍去）⑨得dtvx00200)(2tvS⑩=20020)()22(2tvBrmv（11）7.（1）FA-F1=ma(2)[来源:Zxxk.Com]因为整个过程金属杆做匀变速运动，所以安培力不变)/(1).(5.71242222122122smsmasvvasvv)(2)(141211222221212mmvvLLRv