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1、 高考物理解题思想方法高考物理解题思想方法学好物理,关键是学习物理思想和物理方法。高考把对能力的考核放在首要位置,高考试题 始终坚持以能力测试为主导,高考的物理试题十分注重考查解决问题的思维过程和方法。物理中 的每一个概念、规律的建立和发现,包含了许多科学思维的应用和科学精神的体现,如外推法、 等效法、对称法、理想法、假设法、逆向思维法、类比和迁移法等,这些方法要认真领会和掌握 运用。 例例 1 1 顶杆 AB 可在竖直滑槽 K 内滑动,其下端由凸轮 M 推动,凸轮绕 O 轴以匀角速 转动,在 图 8 所示的瞬时,OA= r,凸轮轮缘与 A 接触处法线 n 与 OA 之间的夹角为 ,求:此瞬时
2、顶杆 AB 的速度。 解析解析 这个题目比较新颖,但它与下面陈题基本相同:“顶杆 l 可以在 竖直滑槽内滑动,其下端顶在斜面上,当斜面以 v0匀速运动时顶杆的 速度是多大?” 。在审题时,只要能分析出此瞬时凸轮的作用相当于倾 角为 的斜面,如图 9,这个“斜面”的水平速度为 r,问题就迎 刃而解了。但同学们思考时,此题往往被卡在分速度的大小或方向上, 部分同学在审题时,无法将凸轮等效成斜面,以至不会求解。(答案:rtg)例例 2 2如图 2,一个无限大的金属板上表面接地,存其下方某处恰能停留一个质量为 m、带电量 为+q 的点电荷,求这个点电荷离金属板的距离 r。解析解析 点电荷除受重力作用外
3、,还受到金属板的感应电荷对它的静电力 F 的作用,这两个力的作 用使点电荷保持静止状态,所以 Fmg。但不知道金属板上感应电荷的分布,静电力 F 难以直接 计算。仔细分析点电荷+q 和金属板上的感应电荷共同产生的电场,可以发现:它的电场线分布, 与两个等量异种电荷的电场线分布完全相同。据此,可在金属板上方与 q 对称的点,虚设一个 “像”电荷 q,q与 q 等量异号(如图 3)。在金属板下方,q与 q 共同产生的电场与原电场完全等效。因此:点电荷 q 受到的电场力,因为 Fmg,所以。解析解析 由 m1m2,m1射向 m2后,将沿 ABC 运动,并从 C 点飞出,最后落到地面,其间的运 动过程
4、相当复杂。由于 m1与 m2在水平方向动量守恒,系统机 械能守恒,m1飞出 C 点后,相对于地面作斜上抛运动,相对 于 m2作竖直上抛运动,此时 m1与 m2在水平方向具有相同的速 度,因此 m1又将从 C 点落入 m2,最后从 A 端飞出落到地面。 如按照这种过程解题,运算十分复杂。细心分析这一过程,两滑块水平方向动量守恒和系统机 械能守恒,等效于如图 11 所示的模型。m1以水平速度 v0与 m2发生弹性正碰。这样分析 解题就很简单了。设碰后 m1与 m2的速度分别为和,取向右为正方向。由动量守恒和机械能守恒有联立式(1) 、 (2)解出碰后 m1从 A 点以的速度向左作平抛运动,m2以向
5、右作匀速运动。m1落地时间m1落地时与 Ao 间的距离 S用以上方法解题,其关键在于模型所反应的物理现象本质上要等效,而不是生搬硬套。恰当应用模型的等效性解题,可迅速找到解题的正确途径,简化解题过程,促进知识和经验的正向迁移。19 (广东高考) (13 分)面积很大的水池,水深为 H,水面上浮着一正方体木块。木块边长为 a,密度为水的 1/2,质量为 m。开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示。现用力 F 将木块缓慢地压 到池底。不计摩擦。求(1)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中,池水势能的改变量。(2)从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力 F 所做的功。 分析:(1)将木块从刚
6、好完全没入水中压到停在池底的过程中,木块(以 m 表示其质量)是由 图(1)中的位置移到位置。由于水的流动是连续的,所以在这个过程中,池水的流动从效 果上看,相当于将与木块同大的水正方体由位置移到位置,与木块的位置置换了一下。由于 木块的密度是水的一半,故这个与木块同大的水正方体的质量为 2m。这个水正方体的重心位于正方体的中心,它相对正方体的底面的高度为。由此得知,这个水正方体位于位置时重力势2a能 2mg,位于位置时重力势能 2mg(H) 。故从木块刚好完全没入水中到停止在池底的2a 2a过程中,池水重力势能增加了:Ep2mg(H)2mg2mg(Ha)2a 2a(2)由于木块的密度是水的一
7、半,故开始时浮在水面上的木块有一半没入水中。如用力 F 压木 块,使之下沉,则当木块刚好完全没入水中时,将有体积为木块一半大的水,即图(2)中打斜 线的那部分水被排开。由于水池的水面远比木块的横截面积大,故被排开的这部分水不会使水池 的水面升高,也就是说被排开的这部分水被均匀分散在水池水面上了。由于将木块由开始的位置压到木块刚好完全没入水中的过程中,压力 F 还是恒力,故由功能关系得知,在这个过程中,力 F 所做的功 WF等于木 块重力势能的增量 E木与池水重力势能的增量 E水的总和,即:WFE木E水 在过程开始时,木块浮在水面,由于木块的密度是水的一半,故其重心恰好位于水池的水面上。当木块刚
8、好被压到完全没入水中时,其重心下降了,故在这个过程中,木块重力势能减少了2amg,即:E木mg 2a 2a在这个过程中,将有体积为木块一半大的水,即图(2)中打斜线的那部分水由原来位置被 排开,均匀分散到水面上。这部分水的质量为 m(因为水的密度是木块的两倍) ,开始时其重心位于水面下方处,因此在这个过程中,池水重力势能增加了 mg,即:a43a43E水mg a43将、式代入式,就求得在这个过程中,力 F 所做的功等于 WFmga41例题例题 3 如图 4-2 所示,两端足够长的敞口容器中,有两个可 以自由移动的光滑活塞 A 和 B,中间封有一定量的空气,现有一 块粘泥 C,以 EK的动能沿水
9、平方向飞撞到 A 并粘在一起,由于活 塞的压缩,使密封气体的内能增加,高 A、B、C 质量相等,则 密闭空气在绝热状态变化过程中,内能增加的最大值是多少? 分析与解分析与解 本题涉及碰撞、动量、能量三个主要物理知识点, 是一道综合性较强的问题,但如果总是的几个主要环节,问题将 迎刃而解。粘泥 C 飞撞到 A 并粘在一起的瞬间,可以认为二者组成的系统动量守恒,初速度为,末0v速度为,则有1v(2)102mvmv 在 A、C 一起向右运动的过程中,A、B 间的气体被压缩,压强增大,所以活塞 A 将减速运 动,而活塞 B 将从静止开始做加速运动。在两活塞的速度相等之前,A、B 之间的气体体积越来越小
10、,内能越来越大。A、B 速度相等时内能最大,设此时速度为,此过程对 A、B、C 组成2v的系统,由动量守恒定律得(气体的质量不计):203mvmv 由能的转化和守恒定律可得:在气体压缩过程中,系统动能的减少量等于气体内能的增加量。 所以有:2 22 1321 21mvmvE解得:KEmvE61 21 612 05、(98 高考)来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为 800 kV 的直线加速器加速,形成电流强度为 1 mA 的细柱形质子流,已知质子电荷 e = 1.601019 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。在质子源到靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中,与质子源相距 l 和
11、4l 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为 n1和 n2,则 n1与 n2 之比为 _ 。 6、图 1 中 E 为电源,其电动势为 , R1为滑线变阻器,R2 电阻箱,A 为电流表,用此电路, 经以下步骤可近似测得 A 的内阻 RA :闭合 K1,断开 K2,调节 R1,使电流表读数等于其量程I0 ;保持 R1不变,闭合 K2,调节 R2 ,使电流表读数等于 I02,然后读出 R2 的值,取 RA R2 。(1)按图 1 所示电路在图 2 所给出的实物图中画出连接导线。 (2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即 ,试导出它 与电源电动势 、电流表量程
12、I0及电流表内阻 RA的关系式。 (3)若 I010mA,真实值 RA 约为 30,要想使测量结果的相 对误差不大于 5,电源电动势最小应为多少伏?8、图 3 中用长为 的细线悬挂一个带电量为+q 的小球,悬点 O 在与水平面成角的光滑斜面上,斜面位于竖直向上磁感应强度为 B 的匀强磁场中,C 点是摆动过程的最低点,D 点是右侧最高点,摆球总是紧贴斜面摆动,从 C 到 D 经历的时间为从 D 到 C 经历的时间为,试求图 3分析 先考虑摆球从 C 向 D 的运动,设某一时刻的速度为将磁感应强度 B 分解为沿斜面向上的和垂直斜面向上的,如图 4,磁场力的夹角,垂直于斜面向上,磁场力,方向沿摆线向
13、下,若沿摆线方向取一竖直截面,可得摆球受力如图 5 所示。T 和对回复力无影响,F 为的合力,由于垂直斜面方向上有所以摆球从 C 运动到 D 所用时间用类似的方法可得,摆球从 D 回到C 时,有图 4图 55物体 B 放在物体 A 上,A、B 的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯 性沿光滑固定斜面 C 向上做匀减速运动时 ( ) AA 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上 BA 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下 CA、B 之间的摩擦力为零 DA、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质 6、如图所示的理想变压器,原、副线圈匝数分别为 n1、n2,当其输出端接上可 变电阻 R。当 R 为何值时,R 上获得最大功率?最大功率为多少?解析:当电源路端电压即原线圈两端电压 u1=时,2电源输出功率最大,其值 Pm=。因理想变压器输出r42功率,等于输入功率。所以 R 上获得最大功率为 Pm=.因,所以 。r42 212 1 12 2nnunnur nn PuR m2 12 22 2ABC