高中物理学习方法

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1、哈尔滨一对一天材教育天材教育1高中物理电路解题的基本方法 1、解题的基本方法、步骤 本章的主要问题是研究电路中通以稳恒电流时，各电学量的计 算，分析稳恒电流的题目，步骤如下： （1）确定所研究的电路。 （2）将不规范的串并联电路改画为规范的串并联电路。 （使所画电路的串、并联关系清晰） 。对应题中每一问可分别画 出简单电路图，代替原题中较为复杂的电路图。 （3）在所画图中标出已知量和待求量，以利分析。 （4）应注意当某一电阻改变时，各部分电流、电压、功率都要 改变。可以认为电源电动势和内电阻及其它定值电阻的数值不 变。必要时先求出 、r 和定随电阻的大小。 （5）根据欧姆定律，串、并联特性和电

2、功率公式列方程求解。 （6）学会用等效电路，会用数学方法讨论物理量的极值。 2、将不 （4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度， 再分析电场中带电粒子的运动。 4、如何联接最省电 用电器正常工作应满足它要求的额定电压和额定电流，要使额 外的损失尽可能少，当电源电压大于或等于两个（或两个以上） 用电器额定电压之和时，可以将这两个用电器串联，并给额定 电流小的用电器加分流电阻，如电源电压大于用电器额定电压 之和时，应串联分压电阻。 【例】 三盏灯，L1 为“110V 100W” ，L2 为“110V 50W” ， L3 为“110V 40W”电源电压为 220V，要求：三盏灯可以

3、单独工作；三盏灯同时工作时额外损耗的功率最小，应怎样 联接？画出电路图，求出额外损耗功率。 5、在电路计算中应注意的几个问题 （1）在电路计算中，可以认为电源的电动势、内电阻和各定值 电阻的阻值不变，而各部分的电流、电压、功率（或各种电表 的示数）将随外电阻的改变而收变。所以，在电路计算中，如 未给出电源的电动势和内电阻时，往往要先将其求出再求变化 后的电流、电压、功率。 （2）应将不影响电路的电流和电压。可以把安培计当成导线、 伏特计去掉后进行电路计算。但作为真实表，它们都具有电阻， 它们既显示出电路的电流和电压，也显示它自身的电流值或电 压值。如真实安培计是个小电阻，真实伏特计是一个大电阻

4、，哈尔滨一对一天材教育天材教育2将它们接入电路将影响电路的电流和电压值。所以，解题时应 搞清电路中电表是不是当作理想表。高中奥林匹克物理竞赛解题方法 十四、近似法 方法简介 近似法是在观察物理现象、进行物理实验、建立物理模型、 推导物理赛题精讲 例 1：一只狐狸以不变的速度 沿着直线 AB 逃跑，一只猎 犬 以不变的速率 追击，其运动方向始终对准狐狸.某时刻狐狸在 F 处， 猎犬在 D 处，FDAB，且 FD=L，如图 141 所示，求猎犬的 加速 度的大小. 解析：猎犬的运动方向始终对准狐狸且速度大小不变， 故猎犬做匀速率曲线运动，根据向心加速度 为猎 犬所在处的曲率半径，因为 r 不断变化

5、，故猎犬的加速度 的大小、方向都在不断变化，题目要求猎犬在 D 处的加 速度大小，由于 大小不变，如果求出 D 点的曲率半径， 此时猎犬的加速度大小也就求得了. 猎犬做匀速率曲线运动，其加速度的大小和方向都在不断改 变.在所求时刻开始的一段很短的时间 内，猎犬运动的轨迹可近 似看做是一段圆弧，设其半径为 R，则加速度其方向与速度方向垂直，如图 141甲所示.在 时间内， 设狐狸与猎犬分别 到达 ，猎犬的速度方向转过的角度为 /R 而狐狸跑过的距离是： 因而 /R /L，R=L / 解析 要求船在该位置的速率即为瞬时速率，需从该时刻起 取一小段时间求它的平均速率，当这一小段时间趋于零时，该 平均

6、速率就为所求速率. 设船在 角位置经 时间向左行驶 距离，滑轮右侧的绳长缩 短 ，如图 142甲所示，当绳与水平方向的角度变化很小时，哈尔滨一对一天材教育天材教育3ABC 可近似看做是一直角三角形，因而有= 两边同除以 得： ，即收绳速率 因此船的速率为 例 3 如图 143 所示，半径为 R，质量为 m 的圆形绳圈，以角速率所以 和 的大小相等，均等于 T. 和 在半径方向上的 合力提供这一段绳做匀速圆周运动的向心力，设这段绳子的质 量为 ，根据牛顿第二定律有： ； 因为 段很短，它所对应的圆心角 很小所以 将此近似关系和 代入上式得绳中的张力为 例 4 在某铅垂面上有一固定的光滑直角三角形

7、细管轨道 ABC，光滑小球从顶点 A 处沿斜边轨道自静止出发自由地滑到 端点 C 处所需时间，恰好等于小球从顶点 A 处自静止出发自 由地经两直角边轨道滑到端点 C 处所需的时间.这里假设铅垂轨 道 AB 与水平别记为、 、 ，如图 144甲所示，小球从 A 到 B 的时间 记为 ，再从 B 到 C 的时间为 ，而从 A 直接沿斜边到 C 所经历的时间记为 ，由题意知 ，可得 ： ： =3：4：5， 由此能得 与 的关系. 因为 所以 因为 ： =3：4，所以 小球在图 144乙中每一虚线所示的轨道中，经各垂直线 段所需时间之和为 ，经各水平段所需时间之和记为 ，则从 A 到 C 所经时间总和

8、为 ，最短的 对应 的下限 ，最长的 对应 的上限 小球在各水平段内的运动分别为匀速运动，同一水平段路程 放在低处运动速度大，所需时间短，因此，所有水平段均处在 最低位置（即与 BC 重合）时 最短，其值即为 ，故 = 的上限显然对应各水平段处在各自可达到的最高位置，实 现它的方案是垂直段每下降小量 ，便接一段水平小量 ，这两 个小量之间恒有 ，角 即为ACB，水平段到达斜边边界后， 再下降一小量并接一相应的水平量，如此继续下去，构成如图 所示的微齿形轨道，由于必为 ，即得： 哈尔滨一对一天材教育天材教育4这样 =7:5 例 5 在光滑的水平面上有两个质量可忽略的相同弹簧， 它们的一对端点共同

9、连接着一个光滑的小物体，另外一对端 点 A、B 固定在水平面上，并恰使两弹簧均处于自由长度状 态且在同一直线上，如图 145 所示.如果小物体在此平面上 沿着垂直于 A、B 连线的方向稍稍偏离初始位置，试分析判 断它是否将做简谐运动？ 解析 因为一个物体是否做简谐运动就是要看它所受的回复 力是否是一个线性力，即回复力的大小与位移大小成正经，方 向相反.因此分析判断该物体将不做简谐运动.同时本题表明，平 衡位置附近的小振动未必都是简谐运动. 例 6 三根长度均为 ，质量均匀的直杆，构成一正三角形 框架 ABC，C 点悬挂在一光滑水平转轴上，整个框架可绕转轴 转动.杆 AB 是一导轨，一电动玩具松

10、鼠可在导轨上运动，如图146 所示，现观察到松鼠正在导轨上运动，而框架却静止不动，试论证松鼠的运动是一种什么样的运动. 解析 松鼠在 AB 轨道运动，当框架不动时，松鼠受到轨道 给它的水平力 F作用，框架也受到松鼠给它的水平力 F 作用， 设在某一时刻，松鼠离杆 AB 的中点 O 的距离为 ，如图146 所示，松鼠在竖直方向对导轨的作用力等于松鼠受到的重力 ，m 为松鼠的质量.以 C 点为轴，要使框架平衡，必须满 足 条件 ，松鼠对 AB 杆的水平力为，式中 L 为杆的长度.所以对松鼠而言，在其运动过程中，沿竖 直方向受到的 由以上论证可知，当框架保持静止时，松鼠在导轨 AB 上的 运动是以

11、AB 的中点 O 为平衡位置，振幅不大于 1m、周期为 2.64s 的简谐运动. 例 7 在一个横截面面积为 S 的密闭容器中，有一个质量 为 m 的活塞把容器中的气体分成两部分.活塞可在容器中无摩 擦地滑动，活塞两边气体的温度相同，压强都是 ，体积分别 是 V1 和 V2，如图 147 所示.现用某种方法使活塞稍微偏离平 衡位置，然后放开，活塞将在两边气体压力的作用下来回运动. 容器保持静止，整个系统可看做是恒温的.（1）求活塞运动的周期，将结果用 、V1、V2、m 和 S 表哈尔滨一对一天材教育天材教育5示；（2）求气体温度 时的周期 与气体温度 =30时的周期 之比值. 解析 （1）活塞

12、处于平衡时的位置 O 为坐标原点 当活塞 运动到右边距 O 点 处时，左边气体的体积由 V1 变为 V1+ ， 右边气体的体积由 V2 变为 V2 ，设此时两边气体的压强分别为 和 ，因系统的温度恒定不变，根据玻意耳定律有：而以 电质点，O 点显然为带电质点的平衡位置，设该质点沿某 一中线稍稍偏离平衡位置，试证明它将做简谐运动，并求 其振动周期. 解析 要想证明带电质点是否做简谐运动，则需证明 该带电质点沿某一中线稍稍偏离平衡位置时，所受的回复 力是否与它的位移大小成正比，方向相反.因此该题的关键 是求出它所受回复力的表达式，在此题也就是合外力的表 达式. 以 O 为坐标原点，以 AOD 中线

13、为坐标 轴，如图148甲所示，设带电质点在该轴上偏移 ，A 处 Q 对其作用力为 ，B、C 处两个 Q 对其作用的合力为 ，取 轴方向 为正方向. 有 因为 当 很小时可忽略高次项所以 因此电阻 R 的阻值. 解析 在测试中，除待求量 R 外，电源电动势 E，电源内阻 ， 电流计内阻 以及电流计每偏转一格的电流 ，均属未知.本题数 据不足，且电流计读数只有两位有效数字，故本题需要用近似 方法求解. 设电源电动势为 E，电流计内阻为 ，电流计每偏转一格的电流 为 ，用欧姆定律对三次测量的结果列式如下：哈尔滨一对一天材教育天材教育6从第三次测量数据可知，当用 20k 电阻取代 R，而且 阻值减 小

14、时电流计偏转格数明显增大，可推知 R 的阻值明显大于20k，因此电源内阻完全可以忽略不计，与 R 相比，电流计内阻 与 的并联值对干路电流的影响同样也可以忽略不计，故以 上三式可近似为： 待测电阻 R=120k 解、三式，可得 =50 例 10 如图 1410 所示，两个带正电的点电荷 A、B 带电量均为 Q，固定放在 轴上的两处，离原 点都等于 .若在原点 O 放另一正点电荷 P，其带电量 为 ，质量为 m 将、式代入得：因为 很小，忽略 得：又因为 所以利用近似计算 得忽略 得 当（ 时 具有恢复线性形式，所以在 范围内，P 可围绕原 点做微小振动，所以 P 在原点处是稳定的. 例 11

15、某水池的实际深度为 ，垂直于水面往下看， 水池底的视深为多少？（设水的折射率为 ） 解析 如图 1411 所示，设 S 为水池底的点光源， 在由 S 点发出的光线中选取一条垂直于面 MN 的光线， 由 O 点垂直射出，由于观察者在 S 正方，所以另一条光 线与光线 SO 成极小的角度从点 S 射向水面点 A，由点 A 远离法线折射到空气中，因入射角极小，故折射角也很小， 进入人眼的两条折射光线的反向延长线交于点 S，该点 即为我们看到水哈尔滨一对一天材教育天材教育7计的一臂相连，压强计的两臂截面处处相同.U 形管内盛有密 度为 102kg/m3 的液体.开始时左、右两气室的体积都为V0=1.2

16、102m3，气压都为 103Pa，且液体的液面处在同一高度，如图 1412 所示.现缓缓向左推动活塞，直到 液体在U 形管中的高度差 h=40cm.求此时左、右气室的体积 V1、V2.假定两气室的温度保持不变.计算时可以不计 U 形管和连接管 道中气体的体积.取 g=10m/s2. 2一汽缸的初始体积为 V0，其中盛有 2mol 的空气和少量的水 （水的体积可忽略） ，其平衡时气体的总压强是 3.0 大气压.经过等温膨胀使其体积加倍， 在膨胀过程结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为 2.0 大气压.若让其继续作 等温膨胀，使其体积再次加倍，试计算此时：（1）汽缸中气体的温度；（2）汽缸中水蒸气的摩尔数；（3）汽缸中气体的总压强. （假定空气和水蒸气均可当做理 想气体处理） 31964 年制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，它的气室示意图如图 1413 所示.利