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1、专题 十 物理解题方法与技巧一、物理解题常用的方法 1整体法和隔离法物理习题中，所涉及的研究对象往往不是一个单独的物体、或单一的孤立过程如果把所涉及的 多个物体、多个过程作为一个整体来考虑，这种以 整体为研究对象的解题方法称为整体法；而把整体 的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法，则称为 隔离法处理好二者的关系，可以找出解题的捷径 【例1】 如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平 地面上，其斜面的倾角为q .斜面上有一质量为m的小 物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面 向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程 中，楔形物块始终保持静止地
2、面对楔形物块的支持 力为( )DA(M+m)g B(M+m)gF C(M+m)g+Fsinq D(M+m)gFsinq【解析】本题可用整体法解题，竖直方向由平衡条件 ： Fsinq+N=mg+Mg，则N=mg+MgFsinq【评析】本题是用整体法求解，若逐个物体分析列 式，求解则很复杂应用了整体分析方法，就很容 易得出结果 【变式练习】(双选)如图所示，质量为M的斜劈形物体放 在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈 的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终 保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中( ) A地面对物体M的摩擦力先向左后向右 B地面对物体M的摩擦力方向没有
3、改变 C地面对物体M的支持力总小于(M+m)g D物块m上、下滑动时 的加速度大小相同【解析】物块上滑和下滑时加速 度方向都沿斜面向下，由质点系 牛顿第二定律分析可得：BC正确 【例2】如图所示，质量为M，长为L的木板放在光滑 的斜面上，为使木板静止于斜面上，质量为m的人应 在木板上以多大的加速度跑动(设人脚底与木板不打滑 )？若使人与斜面保持相对静止，人在木板上跑动时，木板的加速度有多大？ 【解析】方法一：用隔离思维求解对人：mgsinq+f=mam对木板：Mgsinq=f 由式得am=同量，aM= 方法二：用整体思维求解人和木板为系统，所受重力(M+m)g，支持力N，且合力等于(M+m)g
4、sinq由牛顿第二定律F合=m1a1+m2a2+mnan得(M+m)g=MaM+mam，且aM=0(静止) 所以am= ，同理，若人与斜面保持相对静止，木板的加速度为aM=【例3】质量为4kg的铅球，从离沙坑1.8m的高处自由 落下铅球落进沙坑后陷入0.2m深而停止运动，求沙 坑对铅球的平均阻力(g取10m/s2)【解析】铅球在前一段做自由落体运动，后一段做匀 减速运动对前一段可用机械能守恒求解，后一段可 用动能定理求解 如果用整体法处理，把开始下落到最终停止看成一个 过程，运用动能定理列式，将很快得到结果： 由W=Ek ，即mg(h+s)-fs=0-0 可得：f=(h+s)mg/s=400N
5、 【评析】此题我们用动能定理列式时，把 两段过程处理成一个过程，求解就便捷得 多了【例4】如图所示，质量为2m的物块A和质量为m的 物块B与地面的摩擦均不计在已知水平推力F的作 用下，A、B做加速运动A对B的作用力为多大？【解析】取A、B整体为研究对象，其水平方向只 受一个力F的作用根据牛顿第二定律知：F =(2m+m)a，得a=F/3m,取B为研究对象，其水平方 向只受A的作用力N，根据牛顿第二定律知：N =ma，故A对B的作用力N =F/3.【评析】对连结体问题，通常先取整体为研究对象 求出整体的加速度，然后再根据题目要求的问题取 某一个物体为研究对象分析和计算，解题中根据需 要将整体法和
6、隔离法交叉运用在物理的学习中，学会对整体的、局部的、对变化全过程、对变化过程的细节进行细致的分析是一 项十分重要的基本功2等效法“等效”思想是研究和解决物理学问题的一种很重要的思想“等效”是指从效果相同出发，对所研究的对象提出一些方案进行研究的一种方法，以简 化求解过程如力学中合力和分力的等效代替，运动学中的合运动和分运动的等效代替、电学中电路 的等效以及物理模型的等效和物理过程的等效 【例5】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图105 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 放求珠子所能获得的
7、最大动能 Ekm ?【解析】从等效场的角度分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 ，方向与重 力夹角a=arccos 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【例6】如图所示，R1、R2、R3为定值电阻，但阻 值未知，Rx为电阻箱当Rx为Rx1=10时，通过它 的电流Ix1=1A；当Rx为Rx2=18时，通过它的电流 Ix2=0.6A.则当Ix3=0.1A时，求电阻Rx3.【解析】电源电动势E、内电阻r、电阻R1、R2、R3均未知，按题目给
8、的电路模型列式求解，显然方程数少 于已知量数，于是可采取变换电路结构的方法 将图所示的虚线框内电路看成新的电源，则等效电 路如右图所示，电源的电动势为 E，内电阻为r， 根据电学知识，新电路不改变Rx和Ix的对应关系， 有， 由两式，得E=12V，r=2w， 代入式，可得 =118.【同类变式】(2011东北师大附中月考)如图所示的电路中，六个电阻的阻值都相同，由于对称性，电 阻R2上无电流通过，已知电阻R6所消耗的功率为1W ，则六个电阻所消耗的总功率为( ) A6W B5W C3W D2W【解析】由于电阻R2无电流通过， 该支路相当于断路，于是电阻R1与 R3串联，R4与R5串联，再两支并
9、联 ，其阻值与R6相同，它们消耗的功 率也应为1，因此总功率为2. D正确3假设法所谓假设法，是对于待求解的问题，在与原题给条件不相违的前提下，人为地加入或减去某些条件， 以使原题得以更方便地求解；或者假设一个可能的物 理状态或物理过程，然后对此状态进行分析和判断， 把所得的结果与实际情况进行比较以鉴别假设的正确 与否来达到求解的目的【例7】如图所示，两块叠放的长方体滑块A和B，置于固定的倾角为的斜面上，如图所示滑块A和B的 质量分别为M和m，A与斜面间的动摩擦因数为1，B与 A之间的动摩擦因数为2，已知两滑块都从静止开始 以相同的加速度从斜面滑下，则滑块B受到的摩擦力() A 等于零 B方向
10、沿斜面向上 C大小等于 D大小等于c【解析】假设A和B接触面光滑，B必然会以gsin的 加速度下滑，可见B有相对A向下运动的趋势，可确 定滑块B受到的摩擦力方向沿斜面向上，选项B对； 再用整体法求整体下滑的加速度a=gsin 1gcos， 对B有mgsin f =ma ， 联立得f=1mgcosq，选项C对4图象法根据题意把抽象的物理过程用图线表示出来，将物理量间的代数关系转化为几何关系，运用图象直观 、简明的特点，分析解决物理问题，则可达到化难为 易、化繁为简的目的【例8】一颗速度较大的子弹水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则 当子弹入射速度增大时，下列说法正确的
11、是( ) A木块获得的动能变大 B木块获得的动能变小 C子弹穿过木块的时间变长 D子弹穿过木块的时间变短BD【解析】子弹以初速 穿透木块过程中，子弹、木块 在水平方向都受恒力作用子弹做匀减速运动，木 块做匀加速运动，子弹、木块运动的vt图如图中实 线所示图中OA、 B分别表示子弹穿过木块过程中 木块、子弹的运动图象，而图中梯形OAB 的面积为 子弹相对木块的位移，即木块长 ，当子弹入射速 度增大变为 时 【评析】本题若按常规的思路，依牛顿第二定律和运 动学公式或者动量和能量的知识去列式求解，会使计 算复杂化，且易出现错误判断 子弹、木块的运动图象便如图虚线所示，梯形 OABv0的面积仍等于子弹
12、相对木块的位移即木 块长 ，故梯形OABv0与梯形OABv0的面积相 等由图可知当子弹入射速度增加时，木块获 得的动能变小，子弹穿过木块的时间变 短，所 以本题正确答案是BD.【例9】如图所示，A、B是一对平行的金属板，在两板 间加上一周期为T的交变电压U. A板的电势为零，B板的 电势的随时间的变化规律为：0到 时间内， (正的 常数)，在 到T的时间内， ；在T到 的时间 内 ；在 到2T的时间内， 现有一电 子从A板上的小孔进入两板间的电场区内设电子的初 速度和重力对它的影响均可忽略( )A若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动B若电子是在 时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而
13、向A板运动，最后打在B板上C若电子是在 时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上D若电子是在 时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动【解析】依题意 ，作出B板相对 于A板的电势随 时间变化的图象( 如图所示) 若电子在t=0时刻进入板间，则在0到 时间内，将 向B板加速运动，到 时刻，电子已获得竖直向上 的最大速度 ，在 到T时间内(电子也可能在此前 或此间到达B板)，电子受到的电场力反向，加速度 方向与速度v方向相反，做匀减速运动根据运动的 对称性，到T时刻，电子速度减为零，此后重复上 述运动，直到到达B板为止此过程可借助于电子 的v-t图象直观表示出来如图(甲
14、)所示 若电子在 时刻、 时刻、 时刻进入两板间 的电场区，运动的情况则分别对应图(乙)、(丙)、( 丁)图线的斜率代表加速度，图线与时间轴所围成 的“面积”代表位移，其中“正面积”代表电子向B板运 动，“负面积”代表电子向A板运动(甲)图中“面积” 总是正的，电子一直向B板运动(乙)图中“正位移” 大于“负位移”，所以电子是时而向B板运动，时而向 A板运动，最后打到B.从以上分析，选项A和B都是 正确的类似分析可以判断选项C和D是错误的，请同学们自行讨论 【同类变式】两辆完全相同的汽车，沿水平直路一 前一后匀速行驶，行驶的速度均为v0，若前车突然 以恒定的加速度刹车，在它刚停住时后车以前车
15、刹车时的加速度开始刹车，已知前车在刹车过程中 所行的距离为s，若要保证两车在上述情况中不相撞 ，则两车在匀速度行驶时保持的距离至少应为( ) As B2s C3s D4s【解析】在同一直角坐标系上作出两车的vt图(如图 )图线表示前车运动的vt图图线表示后车 运动的vt图由于刹车后两车运动加速度相同，图 线上直线ADBC，两车运动的路程之差是平行四 边形ABCD的面积DS=BDAB=v0t1，而前车刹车过 程中通过的路程是OAD的面积S=v0t1/2，则平行四 边形ABCD的面积S=2s. 【答案】B5对称法有很多物理现象都具有对称性，如：竖直上抛运动的对称、振动过程的对称、某些电路和光路的对 称物理解题中会用到对称性的思考方法【例10】如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强 磁场正、负电子同时从同一点O以与MN成30角的 同样速度v射入磁场
