2015高考物理解题方法与答题技巧

高考物理解题方法和应试技巧2015届专题讲座一、解答物理问题的常用方法方法一隔离法和整体法1.所谓隔离法，就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法．隔离法的两种类型：(1)对象隔离：即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间的关系，将某物体从系统中隔离出来．(2)过程隔离：物体往往参与几个运动过程，为求解涉及某个过程中的物理量，就必须将这个过程从全过程中隔离出来．2．所谓整体法，是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法，也包括两种情况：(1)整体研究物体体系：当所求的物理量不涉及系统中某个物体的力和运动时常用．(2)整体研究运动全过程：当所求的物理量只涉及运动的全过程时常用．此方法多用于与受力、运动有关的问题．例题1：如下图所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数均为μ，一根轻绳两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两绳间的夹角为α.问当F至少为多大时，两球会发生滑动？【解析】设绳子的拉力为FT，水平面对球的支持力为FN，选其中某一个球为研究对象，发生滑动的临界条件是FTsinα2＝μFN①又FTcosα2＝12F②再取整体为研究对象，由平衡条件得F＋2FN＝2G③联立①②③式得F＝2μGtanα2＋μ.方法二等效法等效法是物理学中一个基本的思维方法，其实质是在效果相同的条件下，将复杂的情景或过程变换为简单的情景或过程．1．力的等效：合力与分力具有等效性，将物体所受的多个恒力等效为一个力，就把复杂的物理模型转化为相对简单的物理模型，大大降低解题难度．2．电路等效：在元件确定的情况下，线路连接千变万化，有些电路元件的连接方式并非一目了然，这就需要画等效电路图．3．物理过程的等效：若一个研究对象从同一初始状态出发，分别经过两个不同过程而最后得到的结束状态相同，这两个过程是等效的．【解析】珠子在运动中所受到的电场力和重力均不变，把电场和重力场叠加，重力mg和电场力Fe的等效场力F＝54mg，方向与重力夹角α＝arccos45.如图所示，图中DOCB是等效场力的方向．显然，珠子在达到图中的位置B时，具有最大的动能．这一动能值为自A至B过程中等效场力F对珠子所做的功Ekm＝Fr(1－cosα)＝54mgr(1－45)＝mgr4半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如右图所示，珠子所受静电力是其重力的倍．将珠子从环上最低位置A点静止释放，则珠子所能获得的最大动能是多少？1．算术——几何平均数法，即(1)如果两变数之和为一定值，则当这两个数相等时，它们的乘积取极大值．(2)如果两变数的积为一定值，则当这两个数相等时，它们的和取极小值．2．判别式法，即方程ax2＋bx＋c＝0有实根时，Δ＝b2－4ac≥0.3．二次函数法，即y＝ax2＋bx＋c，若a0，则当x＝－b2a时，有ymin＝(4ac－b2)/(4a)；若a0，则当x＝－b2a时，有ymax＝(4ac－b2)/(4a)．4．三角函数法，如y＝asinα＋bcosα的最小值为－a2＋b2，最大值为a2＋b2.方法三极值法描述某一过程的物理量在变化过程中，由于受到物理规律或条的制约，其取值往往只能在一定范围内才能符合物理问题的实际，而在这一范围内该物理量可能有最大值、最小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值．极值问题求解方法有以下几种：如下图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，B点为水平面与轨道的切点，在离B处距离为x的A点，用水平恒力F(大小未知)将质量为m的小球从静止开始推到B处后撤去恒力，小球沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点．求：(1)推力F对小球所做的功；(2)x取何值时，完成上述运动推力所做的功最少？最少的功为多少？(3)x取何值时，完成上述运动推力最小？最小推力为多少？【解析】(1)小球从半圆形轨道的最高点C处做平抛运动又回到A点，设小球在C点的速度为vC，小球从C点运动到A点所用的时间为t在水平方向：x＝vCt①在竖直方向：2R＝12gt2②联立①②式得vC＝x2gR③对小球从A点到C点，由动能定理有：WF－mg·2R＝12mv2C④解得：WF＝mg16R2＋x28R.⑤(2)要使力F做功最少，确定x的取值，由WF＝2mgR＋12mv2C知，只要小球在C点速度最小，则WF就最小．若小球恰好能通过C点，设其在C点的速度最小为v由牛顿第二定律有：mg＝mv2R，则v＝Rg⑥由③⑥有：x2gR＝Rg解得：x＝2R，⑦即当x＝2R时，WF最小，最小的功为WF＝52mgR.⑧(3)由⑤式WF＝mg16R2＋x28R及WF＝Fx得：F＝18mg(16Rx＋xR)⑨F有最小值的条件是：16Rx＝xR，即x＝4R⑩由⑨⑩解得最小推力为：F＝mg.如下图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一质量为m的物体，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l.今向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度之内，则刚松手时盘对物体的支持力等于()A．(1＋Δll)mgB．(1＋Δll)(m＋m0)gC.ΔllmgD.Δll(m＋m0)g【解析】假设题给条件中Δl＝0，其意义是没有将盘往下拉，则松手放开，弹簧的长度不会变化，盘仍静止，盘对物体的支持力大小应为mg.将Δl＝0代入四个备选答案中，只有答案A能得到mg，可见只有答案A正确，故本题应选A.方法四极限思维法极限思维方法是一种比较直观、简捷的科学方法．在物理学的研究中，常用它来解决某些不能直接验证的实验和规律，例如伽利略在研究从斜面上滚下的小球运动时，将第二个斜面外推到极限——水平面；在物理习题中，有些题涉及的物理过程往往比较复杂，而这个较为复杂的物理过程又隶属于一个更大范围的物理全过程，需把这个复杂的物理全过程分解成几个小过程，而这些小过程的变化是单一的，那么，采用极限思维方法选取全过程的两个端点及中间的奇变点来进行分析，其结果包含了所要讨论的物理过程，从而使求解过程简单、直观．如下图所示，电源E＝12.0V，内电阻r＝0.6Ω，滑动变阻器与定值电阻R0(R0＝2.4Ω)串联，当滑动变阻器的滑片P滑到适当位置时，滑动变阻器的发热功率为9.0W，求这时滑动变阻器aP部分的阻值Rx.【解析】由闭合电路欧姆定律作aP两端的UaP－I图象，因图上任意一点的UaP与I所对应的矩形面积是外电路电阻Rx的输出功率，从而由已知Rx的功率求出对应的Rx值．根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得UaP＝12－(0.6＋2.4)I＝12－3I作UaP－I图象如图所示，由图可分析找到滑动变阻器的发热功率为9W的A点和B点，所以Rx有两个值．Rx1＝9Ω，Rx2＝1Ω.方法五图象法运用图象解答物理问题的步骤1．看清纵横坐标分别表示的物理量；2．看图象本身，识别两物理量的变化趋势，从而分析具体的物理过程；3．看两相关量的变化范围及给出的相关条件，明确图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的“面积”的物理意义．方法六临界条件法物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态，叫做临界状态．临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”两种状态，突变的过程是从量变到质变的过程，在临界状态前后，系统服从不同的规律，按不同的规律运动和变化．如光学中折射现象的“临界角”、超导现象中的“临界温度”、核反应中的“临界体积”、光电效应中的极限频率、静摩擦现象中的最大静摩擦力等．在中学物理中像这样明确指出的临界值是容易理解和掌握的，但在高考题中常常是不明确的提出临界值，而又必须通过运用所学知识去分析临界条件、挖掘出临界值．在物理问题中，很多都涉及临界问题，分析临界问题的关键是寻找临界状态的条件．解决临界问题，一般有两种基本方法：1．以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解．2．直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问题的规律和解．【解析】(1)设小球到A点时速度为v0，由动能定理有：mgH＝12mv20解得：v0＝2gH小球进入磁场，在水平面内的分运动是匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：qv0B＝mv02R解得：R＝mv0qB由几何关系得：R＝a2解得：B＝2m2gHqa，方向竖直向下．(2)小球在水平面内做匀速圆周运动的周期T＝2πRv0＝πa2gH竖直方向上为自由落体运动，有：h＝12gt2由题意知t＝nT(n＝1,2,3，…)解得：h＝n2π2a24H.(3)当n＝1时，AD最小，h＝π2a24H从C点到D点过程中，由机械能守恒定律有：12mv2＝mg(H＋h)联立解得：v＝2gπ2a24H＋H.如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的小球(可视为质点)，沿光滑绝缘斜槽从比A点高出H的C点由静止下滑，并从A点水平切入一个横截面为正方形且边长为a、高为h(h可变)的有界匀强磁场区内(磁场方向沿竖直方向)，A为横截面一条边的中点，已知小球刚好能在有界磁场区内运动，最后从A点正下方的D点离开有界磁场区，求：(1)磁感应强度的大小和方向；(2)有界磁场区域高度h应满足的条件；(3)在AD有最小值的情况下，小球从D点射出的速度．二、三种常见题型的解答技巧题型一选择题题型特点：选择题是客观型试题，具有知识覆盖面广，形式灵活多变，推理较多，计算量小的特点．高考中选择题注重基础性，增强综合性，体现时代气息，在注重考查基础知识、技能、方法的同时加大了对能力考查的力度，考潜能、考应用，一个选择题中常提供一项或多项正确答案，迷惑性较强，为中或中下难度．解答技巧解答好选择题要有扎实的知识基础，要对基本物理方法和技巧熟练掌握．解答时要根据具体题意准确、熟练地应用基础概念和基本规律，进行分析、推理和判断．解答时要注意以下几点：1．仔细审题，抓住题干和选项中的关键字、词、句的物理含义，找出物理过程的临界状态、临界条件．还要注意题目要求选择的是“正确的”还是“错误的”、“可能的”还是“一定的”．2．每一个选项都要认真研究，选出正确答案，当某一选项不能确定时，宁可少选也不要错选．3．检查答案是否合理，与题意是否相符．解答选择题的常用方法有：直接判断法、比较排除法、特殊值法、解析法、极限分析法、图象法、几何图解法等．要善于应用这些方法技巧，做到解题既快又准．失分原因1．单凭直觉经验，贸然判断而错选．2．注意力受干扰，主次不分而错选．3．知识含糊不清，模棱两可而错选．4．不抓重点类比，仓促建模而错选．质量m＝4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用沿x轴正方向的力F1＝8N作用了2s，然后撤去F1，再用沿y轴正方向的力F2＝24N作用了1s.则质点在这3s内的轨迹为下图中的()【解析】质点先以2m/s2的加速度沿x轴正方向做匀加速直线运动，2s时位移x1＝4m，施加沿y轴正方向的力F2后做“类平抛运动”，沿y轴正方向质点速度逐渐增大，1s后的位置坐标为x＝4m＋4m＝8m，y＝3m，故D项正确．小车上固定一个光滑的竖直圆轨道，轨道半径为R，有一小球在轨道的底端，它们一起以速度v0向右做匀速运动，如图所示．若v0≤103gR，则当小车突然遇到障碍物阻挡运动停止时，下列有关小球能够上升到的最大高度(距离底部)的说法中，正确的是()A．一定可以表示为v022gB．可能为R/3C．可能为RD．可能为5R/3【解析】由于小球做曲线运动，小球上升到最高点时的速度不一定为零，用v202g表示上升到的最大高度不一定正确，若小球恰好上升到高度R处，则由机械能守恒可知mgR＝12mv02，得v0＝2gR；则当v0≤2gR时，小球沿圆轨道上升的高度h≤R；若小球恰好通过到最高点，则上升过程中由机械能守恒得2mgR＝12mv02－12mv2，在最高点由牛顿第二定律得mg＝mv2R，解得v0＝5gR，当v0≥5gR时，小球能做完整的圆周运动；当2gRv05gR时，小球沿圆轨道上升R后，会继续上升一段