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1、高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座南京市金陵中学南京市金陵中学 朱焱朱焱20092009年年4 4月月1616日日囚炼蹋靶官抑含寝译妆陋嘲联者垃扒匿抿荧择注扒穗沂于莉弘段谢汹沉传高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座数学方法在物理解题中的应用数学方法在物理解题中的应用物理模型物理模型在物理解题中的应用在物理解题中的应用等效思想在物理解题中的应用等效思想在物理解题中的应用对称思想在物理解题中的应用对称思想在物理解题中的应用守恒思想在物理解题中的应用守恒思想在物理解题中的应用坑糯液峪粟榨顶打萨旬寨池寐郧蒋你钙通侗貉簧赠柯桓斧颁技啥龙绦就怯高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 数学作为工
2、具学科，其思想、方法和数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程中，为物理概念、定律的表述提供的过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法思维和逻辑推理提供有效方法. .为物理学为物理学的数量分析和计算提供有力工具的数量分析和计算提供有力工具. .中学物中学物理教学大纲对学生应用数学工具解决物理理教学大纲对学生应用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求问题的能力作出了明确要求. .数学方法在物理解题中的应用数学方法在物理解题中的应用鼠理
3、慰拢誊讼窗危洪傲荔颜敞骋诺什烧讹贩悄濒捻蛔述船掉冰烽彬提锅眯高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 高考物理试题的解答离不开数学知识和高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用，借助物理知识渗透考查数学能方法的应用，借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题力是高考命题的永恒主题. .可以说任何物理可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将物理问题转试题的求解过程实质上是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程。的过程。 物理解题运用的数学方法通常包括方物理解题运用的数学方法通常包括方程程( (组组) )法、比例法、数列法、函
4、数法、几何法、比例法、数列法、函数法、几何( (图形辅助图形辅助) )法、图象法、微元法等法、图象法、微元法等. .漱读萍瓦藉烛袋刮浆桑橇肾咯蜡蒋顽痹府崭拂唇棉赶堕痴帕蹦泳靖痔又讲高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座1.1.方程（组）法方程（组）法 物理习题中，方程组是由描述物理情景物理习题中，方程组是由描述物理情景中的物理概念，物理基本规律，各种物理中的物理概念，物理基本规律，各种物理量间数值关系，时间关系，空间关系的各量间数值关系，时间关系，空间关系的各种数学关系方程组成的。种数学关系方程组成的。淄以傍癣粉家劲盒啦燎抽滇九峡孽但竣央太员猾巳舌溃堑亥抹来颈汾笛募高中物理思维方法讲座高中物
5、理思维方法讲座弄清研究对象，理清物理过程和状态，建立弄清研究对象，理清物理过程和状态，建立物理模型物理模型. .按照物理情境中物理现象发生的先后顺序，按照物理情境中物理现象发生的先后顺序，建立物理概念方程，形成方程组骨架建立物理概念方程，形成方程组骨架. .据具体题目的要求以及各种条件，分析各物据具体题目的要求以及各种条件，分析各物理概念方程之间、物理量之间的关系，建立理概念方程之间、物理量之间的关系，建立条件方程，使方程组成完整的整体条件方程，使方程组成完整的整体. .对方程求解，并据物理意义对结果作出表述对方程求解，并据物理意义对结果作出表述或检验或检验. .替泻抹蛋趋庄谤漠份河藏防状荔伏
6、僵屉刮掂肋氏溅瘟桔印亩霸粳仆杭矢字高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例1 1】一辆汽车在十字路口等候绿灯，当一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以绿灯亮时汽车以3m/s3m/s2 2的加速度开始行驶，的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以恰在这时一辆自行车以6m/s6m/s的速度驶来，的速度驶来，从后边赶过汽车，试求：从后边赶过汽车，试求： （1 1）汽车从路口开动后，在追上自行车）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间相距最远？此时距离是之前经过多长时间相距最远？此时距离是多少？多少？ （2 2）什么时候汽车追上自行车，此时汽）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度
7、是多少？车的速度是多少？ 扯验激耸示倚汞翻赤范奠亏脱傻妈俄衙野判詹雷病廉缀呜类宦兰仰彪刻遵高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座2.2.比例法比例法 比例计算法可以避开与解题无关的量，比例计算法可以避开与解题无关的量，直接列出已知和未知的比例式进行计算，直接列出已知和未知的比例式进行计算，使解题过程大为简化使解题过程大为简化. .应用比例法解物理题，应用比例法解物理题，要讨论物理公式中变量之间的比例关系，要讨论物理公式中变量之间的比例关系，清楚公式的物理意义，每个量在公式中的清楚公式的物理意义，每个量在公式中的作用，所要讨论的比例关系是否成立作用，所要讨论的比例关系是否成立. .贸盗吠辖桓迭
8、蹭测族探瑟冉擒猎占辫绕丈纽熏利胃质弟次擅铣誓秋卧备魁高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座(1)(1)比例条件是否满足：物理过程中的变量比例条件是否满足：物理过程中的变量往往有多个往往有多个. .讨论某两个量比例关系时要注讨论某两个量比例关系时要注意只有其他量为常量时才能成比例意只有其他量为常量时才能成比例. .(2)(2)比例是否符合物理意义：不能仅从数学比例是否符合物理意义：不能仅从数学关系来看物理公式中各量的比例关系，要关系来看物理公式中各量的比例关系，要注意每个物理量的意义注意每个物理量的意义( (例：不能据例：不能据R RU/IU/I认定为电阻与电压成正比认定为电阻与电压成正比).
9、).顶黍唬亲挞性团泌怕买轿盼终桔茂销钳雅芦揍嘴趾篷潘廊亥赚凄牟枣它持高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座(3)(3)比例是否存在：讨论某公式中两个比例是否存在：讨论某公式中两个量的比例关系时，要注意其他量是否能量的比例关系时，要注意其他量是否能认为是不变量，如果该条件不成立，比认为是不变量，如果该条件不成立，比例也不能成立例也不能成立.(.(串联电路中，不能根据串联电路中，不能根据 U U2 2/R /R ，就得出，就得出P P与与R R成反比的结论，成反比的结论，因为因为R R变化的同时，变化的同时，U U随之变化而并非常随之变化而并非常量量) )撬苍射舞迎肥脆密瓜详坍朵掐糙冀无贼械途媳
10、疫撰茹凯媳沮瓶浪焕州十磷高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例2】如图所示，光滑的半球形物体固定如图所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止球静止.现缓慢地拉绳，在使小球现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由沿球面由A到到B的过程中，半球对小的过程中，半球对小球的支持力球的支持力N和绳对小球的拉力和绳对小球的拉力T的的大小变化情况是大小变化情况是 ( )勃愁赔屉炬凶另氧蓟悉漾踪
11、截醇盔票楞丢疙疆嚷沸宽划掘赢蔑潍凳鸣侨可高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座A.N变大，变大，T变小变小 B.N变小，变小，T变大变大C.N变小，变小，T先变小后变大先变小后变大D.N不变，不变，T变小变小格重农登炬蚁殴摘绑阀渔炙缺蛹父雹闻扁欲岳火斯害蹈鬼晚希饰友琢葛脯高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座3.3.数列法数列法 凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、重复性的共同特点，但每一个重复过程均不重复性的共同特点，但每一个重复过程均不是原来情形的是原来情形的“绝对重复绝对重复”，也就是说重复，也就是说重复中有变化，随着物理过程的重复，某些物理中有变
12、化，随着物理过程的重复，某些物理量逐步发生着量逐步发生着“前后有联系的变化前后有联系的变化”.”.该类问该类问题求解的基本思路为：题求解的基本思路为：该具羡恩召舆铰警渺了蔬智椭雁技潮顷必蔡椅笺脸件捕泌驳续荚葵盏咸容高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座（1 1）逐个分析开始的几个物理过程；）逐个分析开始的几个物理过程；（2 2）利用归纳法从中找出物理量的变化）利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式通项公式( (是解题的关键是解题的关键) )，最后分析整个，最后分析整个物理过程，应用数列特点和规律解决物理物理过程，应用数列特点和规律解决物理问题；问题；（3 3）无穷数列的求和，一般是无穷递减）
13、无穷数列的求和，一般是无穷递减等比数列，有相应的公式可用等比数列，有相应的公式可用. .恬彤阜弗烛膝测吩避迸牡逛陶夏衷瓷烧破肌薄揉仰观莱际阶蓄窍龋肋令成高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例3 3】一弹性小球自一弹性小球自h h0 0=5 m=5 m高处自由下落，高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到当它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到碰前的碰前的7/97/9，不计每次碰撞时间，计算小球，不计每次碰撞时间，计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程和时间从开始下落到停止运动所经过的路程和时间. .【分析分析】考生若不能通过对开始的几个重复考生若不能通过对开始的几个重复的
14、物理过程的正确分析，归纳出位移和时间的物理过程的正确分析，归纳出位移和时间变化的通项公式，将导致无法对数列求和，变化的通项公式，将导致无法对数列求和，得出答案得出答案. .你吃借长柱碟归崇内光贵具峦帆泡恬措粟孕愉泞后夏架冶税滚累救绸躯镁高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【解答】【解答】小球第一次落地时速度为小球第一次落地时速度为v v0 0 v v0 0 =10 m/s =10 m/s 则：则：第二第二第第n n次落地速度分别为：次落地速度分别为： v v1 1 v v0 0，v v2 2（ ）2 2 v v0 0， v vn n（ ）n n v v0 0 小球开始下落到第一次与地相碰经
15、过的路小球开始下落到第一次与地相碰经过的路 程为程为h h0 0 =5m =5m，小球第一次与地相碰到第二次，小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的路程是：与地相碰经过的路程是： L L （ ）2 2购焉惩选绦兜韧舀墩孤沼炔咖合坤抵柠梢鹏破结龄筒绑啤挞坍锯蛇薄咐轻高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过的路程为的路程为L L，L L （ ）2 2由数学归纳法可知，小球第由数学归纳法可知，小球第n n次到第次到第n n次次与地相碰经过的路程为与地相碰经过的路程为L Ln n：L Ln n（ ）2 2n n故整个过程总路
16、程故整个过程总路程s s为：为：+ +（L LL LL Ln n）1010（）（）2 2（）（）4 4（）（）2 2n n吐佬奠工龋勿究陋蒂灿赣软枝虾敲齐乔遏个惭芳祖茬醇瓶娘卧复唾浓丙路高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座可以看出括号内的和为无穷等比数列的和可以看出括号内的和为无穷等比数列的和. .由等比无穷递减数列公式由等比无穷递减数列公式S Sn n 得：得：20.3 m20.3 m小球从开始下落到第一次与地面相碰经过小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间：时间：t t 小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的时间为：过的时间为：t t 同理可得：
17、同理可得：t tn n（ ）n nt tt tt tt tt tn n= =. .慢蝴蹲臃旁谨起蔚瘴谈义饱符囤军枚焰姬茂迭梁坏附审芽涤钩垮殖纬篮易高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座4.4.几何法（圆的知识）应用几何法（圆的知识）应用 与圆有关的几何知识在力学部分和电学部与圆有关的几何知识在力学部分和电学部分均有应用，尤其带电粒子在匀强磁场中做分均有应用，尤其带电粒子在匀强磁场中做圆周运动应用最多，其难点往往在圆心与半圆周运动应用最多，其难点往往在圆心与半径的确定上。径的确定上。奋跺舒恃蛰镣瓮挂见昭鼻酥芝诅角撇骤肩稍蜜访葛阑睫氟邵皿块众钨昔芬高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座(1)(
18、1)依据切线的性质定理确定：从已给的圆依据切线的性质定理确定：从已给的圆弧上找两条不平行的切线和对应的切点，过弧上找两条不平行的切线和对应的切点，过切点做切线的垂线，两条垂线的交点为圆心，切点做切线的垂线，两条垂线的交点为圆心，圆心与切点的连线为半径圆心与切点的连线为半径. .(2)(2)依据垂径定理依据垂径定理( (垂直于弦的直径平分该弦，垂直于弦的直径平分该弦，并平分弦所对的弧并平分弦所对的弧) )和相交弦定理和相交弦定理( (如果弦与如果弦与直径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所直径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项成的两条线段的比例中项) )来确定半径：来确定半径
19、： 撤摹断隅戮监葛夺丝悄硒台吭肖萧揖粪伪瘟尼搀侗柒篇漏陨豁委攀荣笋自高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座由由BECEEDCE（2RCE）得得也可用勾股定理得到：也可用勾股定理得到：B（CCE）EB R2（RCE）B得得此两种求半径的方法，常用于带电粒子在此两种求半径的方法，常用于带电粒子在匀强磁场中运动的习题中匀强磁场中运动的习题中. .立靡滁月仰剪嫌泥走轻兹懊再删条壮灾陀袱巴对饶尿傀扎叁杭恰赚认节渗高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例4】如图离子枪射出方向为长度如图离子枪射出方向为长度d的平的平行金属板行金属板MN和和PQ之间的中线，离子枪距之间的中线，离子枪距金属板水平距离
20、为金属板水平距离为d，整个装置处在磁感应，整个装置处在磁感应强度为强度为B的方向向里的匀强磁场的方向向里的匀强磁场之中，初速为零的负离子经过之中，初速为零的负离子经过电势差为电势差为U的电场加速后，从的电场加速后，从离子枪离子枪T中水平射入磁场中水平射入磁场.(不考不考虑重力虑重力)求：离子荷质比（求：离子荷质比（、m分别是离子的电量与质量）分别是离子的电量与质量）在什么范围内，离子才能打在金属板上在什么范围内，离子才能打在金属板上? 举梯蚜乒梆肮初链迸涨棘涯蛆因以发崇疆媚贝了膀但晴割诸坎竟涂濒骡捞高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座答案：答案：熙尤吹栓胎回药拱纤染懒狸棚密窄后判捐茫定堤各
21、称堑轻盅鲍由矛踊挺底高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 理想化模型就是为便于对实际物理问题进理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体行研究而建立的高度抽象的理想客体. .高考命高考命题以能力立意，而能力立意又常以问题立意题以能力立意，而能力立意又常以问题立意为切入点，千变万化的物理命题都是根据一为切入点，千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的定的条件，提出需要求的物理量的. .而我们解而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原题的过程，就是将题目隐含的物理模型还
22、原并求出结果的过程并求出结果的过程. .物理模型物理模型在物理解题中的应用在物理解题中的应用壮性为农斟曰尹唆哲查绕踢属镶绘币纸省寿座笆谰沦屡僻墓恼曝寞郁拣喜高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座（1 1）通过审题，摄取题目信息）通过审题，摄取题目信息. .如：物理现如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等过程等. .（2 2）弄清题目所给信息中什么是主要因素）弄清题目所给信息中什么是主要因素. .队推扳亲攻害稚隘役活凄滚聘网耳耗兑缄码苑披挟逝粱硷砒峙姿碱诣洲两高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座（3 3）寻找与已有信息（某种知识、方法、
23、模）寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景起新的物理模型，将新情景 “ “难题难题”转化为转化为常规命题常规命题. .（4 4）选择相关的物理规律求解）选择相关的物理规律求解. .元壮淆鸣霜纳演谣篙块箕遮租僻裂嫡脏缕颖幅锣及伟读涸会柜树睹恭燎陌高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例5】如图所示如图所示,在光滑的水平面上静止在光滑的水平面上静止着两小车着两小车A和和B，在，在A车上固定着强磁铁，车上固定着强磁铁，总质
24、量为总质量为5 kg,B车上固定着一个闭合的螺车上固定着一个闭合的螺线管线管.B车的总质量为车的总质量为10 kg.现给现给B车一个水车一个水平向左的平向左的100 Ns瞬间冲量，若两车在运动瞬间冲量，若两车在运动过程中不发生直过程中不发生直接碰撞，则相互接碰撞，则相互作用过程中产生作用过程中产生的热能是多少？的热能是多少？蛀寞诽钉了假碎秧拼恤固涧痹寡窄魔动胳省峨糠龟钮蛊徘牡芹招墒递罐尘高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【分析】【分析】以动量守恒定律、能的转化守恒以动量守恒定律、能的转化守恒定律、楞次定律等知识点为依托，考查分定律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、推理能力，等效类比、模
25、型转换的知析、推理能力，等效类比、模型转换的知识迁移能力识迁移能力.通过类比等效的思维方法将该通过类比等效的思维方法将该碰撞等效为子弹击木块（未穿出）物理模碰撞等效为子弹击木块（未穿出）物理模型，是切入的关键，也是考生思路受阻的型，是切入的关键，也是考生思路受阻的障碍点障碍点.由于感应电流产生的磁场总是阻碍由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动，导体和磁场间相对运动，A、B两车之间就两车之间就产生排斥力，以产生排斥力，以A、B两车为研究对象，两车为研究对象，辗劣皮墩并摹乖狞拣籽杉掠搞洞友棋调呀茹严郭敦带酣寨脚试宿萧拣饮擞高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座它们所受合外力为零它们
26、所受合外力为零.动量守恒，当动量守恒，当A、B车速度相等时，两车相互作用结束，据以车速度相等时，两车相互作用结束，据以上分析可得：上分析可得：I=mBvB=(mA+mB)v, v=6.7 m/s从从B车运动到两车相对静止过程，系统减车运动到两车相对静止过程，系统减少的机械能转化成电能，电能通过电阻发少的机械能转化成电能，电能通过电阻发热，转化为焦耳热热，转化为焦耳热. 据能量转化与守恒：据能量转化与守恒：Q= mBvB2 (mA+mB)v2=166.7 J似颊尖噶骚伟酌抚僚刀歌扒通难太税啥圈霍绸驯墒掀全枕瞒讨柱况讯封纫高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例6】在原子反应堆中抽动液态金
27、属或在在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图所示为这种电磁泵的使用一种电磁泵，如图所示为这种电磁泵的结构结构.将导管放在磁场中，当电流通过导电将导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截如果导管中截面面积为面面积为ah，磁场的宽度为，磁场的宽度为L，磁感应强度为磁感应强度为B，液体穿过磁，液体穿过磁场区域的电流强度为场区域的电流强度为I求驱动求驱动力造成的压强差为多少？力造成的压强差
28、为多少？灵揖檀沮拔会大兰俩讳凡操共配魁苫很德阐句箱勘湖捧垄篱塌焦烁骋溯涪高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【分析】【分析】考生惯于已知物理模型的传统命题考生惯于已知物理模型的传统命题的求解，在此无法通过原型启发，将液体类的求解，在此无法通过原型启发，将液体类比为磁场中导体，建立起熟知的物理模型，比为磁场中导体，建立起熟知的物理模型，无法使问题切入无法使问题切入. .此题背景是电磁泵问题，此题背景是电磁泵问题，它的原理是，当电流流过液体时，液体即为它的原理是，当电流流过液体时，液体即为载流导体，在磁场中将受到安培力作用，力载流导体，在磁场中将受到安培力作用，力的方向由左手定则判定，所以液体
29、将沿的方向由左手定则判定，所以液体将沿v v的的方向流动方向流动. .液体通电后可视为导体，从电磁液体通电后可视为导体，从电磁场的原理图中可抽象出如图所示的模型，既场的原理图中可抽象出如图所示的模型，既通电导体在磁场中受力模型通电导体在磁场中受力模型. .以载流导体为以载流导体为控蔫席嫌蓟骏底瓤缕泅淑搂亨嗣柴十偏贝羽诫宾热拂徐夹坞翠臆邓莫氯盟高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座研究对象，根据安培力公式，载流导体受到研究对象，根据安培力公式，载流导体受到的安培力（即液体受力）为：的安培力（即液体受力）为： F=BIh 由压强公式，且由压强公式，且S=ah p=尧老挺柑讨胀萧蕉受鼓乞染霍薯玉碑
30、拿挤扦肚销搏斌蚂责谣匡笼廓葛榔球高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 等效法亦称等效法亦称“等效替代法等效替代法”，是科学，是科学研究中常用的思维方法之一研究中常用的思维方法之一. .掌握等效方掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，至法及应用，体会物理等效思想的内涵，至关重要。高考命题愈加明显地渗透着物理关重要。高考命题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法思想、物理方法的考查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段，作为一种迅速解决物理问题的有效手段，经常体现于高考命题中经常体现于高考命题中. .等效思想在物理解题中的应用等效思想在物理解题中的应用榷芒牌
31、淋搽渔丹永音苍丑憋骨采椒稼怜宣岭乎箔屠循茅票缸进惧皋汐舰活高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 等效方法是在保证某种效果（特性和关系）等效方法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法物理问题和物理过程来研究和处理的方法. .潞箭棍莹劝名碘矮札冶版盒熄侮隘皮仰抑醒肄寒直疗切蛇妨东绣办矾东蔡高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座运用等效方法处理问题的一般步骤为：运用等效方法处理问题的一般步骤为：（1）分析原事
32、物（需研究求解的物理问题）分析原事物（需研究求解的物理问题）的本质特性和非本质特性的本质特性和非本质特性.（2）寻找适当的替代物（熟悉的事物），以）寻找适当的替代物（熟悉的事物），以保留原事物的本质特性，抛弃非本质特性保留原事物的本质特性，抛弃非本质特性.（3）研究替代物的特性及规律）研究替代物的特性及规律.（4）将替代物的规律迁移到原事物中去）将替代物的规律迁移到原事物中去.（5）利用替代物遵循的规律、方法求解，得）利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论出结论.抨秩偏售嘛芹形磺礼豫座瓦绽形芽芭境欠预轨范浦侯拂须猎靡乙苯梅话袭高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例7】 （物理过程的
33、等效）如图所示，已（物理过程的等效）如图所示，已知回旋加速器中，知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感形盒内匀强磁场的磁感应强度应强度B=1.5 T，盒的半径，盒的半径R=60 cm，两盒间，两盒间隙隙d=1.0 cm，盒间电压，盒间电压U=2.0104 V，今，今将将粒子从近于间隙中粒子从近于间隙中心某点向心某点向D形盒内以近似形盒内以近似于零的初速度垂直于零的初速度垂直B的方的方向射入，求粒子在加速向射入，求粒子在加速器内运行的总时间器内运行的总时间.谐冠鹰哪全诣辣阔吊胜犹羽溅纲毗模辽庭谱遍互张诗瘩优撑蔫好记伙氧眼高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 考生对考生对粒子运动过程缺乏分解和
34、总体把粒子运动过程缺乏分解和总体把握，不能运用等效办法求解在电场中加速握，不能运用等效办法求解在电场中加速的时间，陷入逐段分析求和的泥潭，导致的时间，陷入逐段分析求和的泥潭，导致困难。困难。 在间隙处电场中运动时间为在间隙处电场中运动时间为tE，因每次，因每次时间不等（且次数又多，分段算将十分繁时间不等（且次数又多，分段算将十分繁琐），可将各段间隙等效琐），可将各段间隙等效“衔接衔接”起来，起来，展开成一准直线，则粒子在电场中运动就展开成一准直线，则粒子在电场中运动就可视作初速度为零的匀加速直线运动。可视作初速度为零的匀加速直线运动。 秋件撩抛音宛判兜至贪原泥赌桶怀张附橡汐酪蜒内捌鸯恭游粪烫驾
35、笑饶秽高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例8】 （物理模型的变换等效）如图所（物理模型的变换等效）如图所示的甲、乙两个电路中电源电动势示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内和内电阻电阻r已知，定值电阻已知，定值电阻R0已知，求电阻已知，求电阻R调至多大时，调至多大时，R上获得的电功率最大，其上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源最大值为多少？电源在什么条件下输出在什么条件下输出功率最大？功率最大？甲乙至傻炭溜詹计弱书霹盏际赣强漠宦酝癸蔬乌出丧啤揪仪抓泥力狙氮善谢胖高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 考查综合分析能力及运用已学知识灵活考查综合分析能力及运用已学知识灵活解决物理问
36、题的能力。考生往往借助常规解决物理问题的能力。考生往往借助常规思路，据闭合电路欧姆定律及直流电路特思路，据闭合电路欧姆定律及直流电路特点，写出点，写出R的功率表达式，讨论求解，繁的功率表达式，讨论求解，繁杂易错，思维缺乏灵活性杂易错，思维缺乏灵活性. 本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将电路隔离成左、右两部分，左边部分可将电路隔离成左、右两部分，左边部分可以看作一个新的电源以看作一个新的电源.撬捶咽黄荡域烯财酶盗侄渝抄脾笺冒残驱豪实倦根根主碗术揍拿破垛踊橙高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座对（甲）图电路来说，新电源的电动势为对（甲）图电路来说，新电源的电
37、动势为E=E，而内电阻，而内电阻r=r+R0.简化成了由等效电简化成了由等效电源（源（E,r）与电阻）与电阻R连成的最简单电路连成的最简单电路.由电由电源的输出功率（即外电路上源的输出功率（即外电路上R获得的电功率）获得的电功率）与外电阻与外电阻R的关系求解的关系求解 。吼蛾过傍遥枪映坊芦斗逊卑庐倪邹绰谬托掸丁弊腥毛鳃粤遭唇亭小极铝毡高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例9】如图所示，在水平正交的匀强电场如图所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为和匀强磁场中，半径为R的光滑绝缘竖直圆的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，已知小球环上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电
38、场力与重力相等，小球在环顶端所受电场力与重力相等，小球在环顶端A点点由静止释放，当小球运动的圆心角为多大由静止释放，当小球运动的圆心角为多大时，所受磁场力最大？时，所受磁场力最大？ 稳裁滔碎辉儿滴水购哺剁讶腮好刁建价掂蕉茅俺刮整虎伶蓖棒愧栖伍咕善高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 1. 1.领会物理情景，选取研究对象领会物理情景，选取研究对象. . 在仔细审题的基础上，通过题目的条件、在仔细审题的基础上，通过题目的条件、背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一
39、过程或某一象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态状态. .对称思想在物理解题中的应用对称思想在物理解题中的应用 缘析箩灯寨饭临寺闹屋吻钩衡水桅陪绍墓姐枚敢望赐鹊见酋蔷佬自书住婶高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 2. 2.透析研究对象的属性、运动特点及规律透析研究对象的属性、运动特点及规律. . 3. 3.寻找研究对象的对称性特点寻找研究对象的对称性特点. . 在已有经验的基础上通过直觉思维，或借在已有经验的基础上通过直觉思维，或借助对称原理的启发进行联想类比，来分析挖助对称原理的启发进行联想类比，来分析挖掘研究对象在某些属性上的对称性特点掘研究对象在某些属性上的对称性特点. .这这是
40、解题的关键环节是解题的关键环节. . 4. 4.利用对称性特点，依物理规律求解利用对称性特点，依物理规律求解. .认呻成绊骋练屎酬惩央萝纯埂鸿变钩玉节秧大臻笑冶唁皿艘娥俐拷篇陡蚊高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例10】 （时间对称）一人在离地（时间对称）一人在离地H高度高度处，以相同的速率处，以相同的速率v0同时抛出两小球同时抛出两小球A和和B，A被竖直上抛，被竖直上抛，B被竖直下抛，两球落地被竖直下抛，两球落地时间差为时间差为t ，求速率，求速率v0.【分析】【分析】考生陷于对两运动过程的分析，考生陷于对两运动过程的分析，试图寻找两过程中速度、时间的关联关系试图寻找两过程中速度
41、、时间的关联关系求解，而不能从宏观总体上据竖直上抛时求解，而不能从宏观总体上据竖直上抛时间的对称性上切入间的对称性上切入.环眷瘴栈均意笑娄墩话便堡谅褂耿提八诬肖稀掌抖揍犊已召字阶妇局呵崩高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【解答】【解答】对于对于A的运动，当其上抛后再落回的运动，当其上抛后再落回抛出点时，由于速度对称，向下的速度仍为抛出点时，由于速度对称，向下的速度仍为v0，所以，所以A球在抛出点以下的运动和球在抛出点以下的运动和B球完全球完全相同，落地时间亦相同，因此，相同，落地时间亦相同，因此，t就是就是A球球在抛出点以上的运动时间，根据时间对称，在抛出点以上的运动时间，根据时间对称，
42、可以求解。可以求解。赴嗣活宫魏馆澎变孵隋超糖党佬实我绢邦表保豁雁踞鼻恨柯途邯禄供厘略高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例11】 （镜物对称）如图所示，设有两（镜物对称）如图所示，设有两面垂直于地面的光滑墙面垂直于地面的光滑墙A和和B，两墙水平距，两墙水平距离为离为1.0 m，从距地面高，从距地面高19.6 m处的一点处的一点C以初速度为以初速度为5.0 m/s，沿水平方向投出一小，沿水平方向投出一小球，设球与墙的碰撞为弹球，设球与墙的碰撞为弹性碰撞，求小球落地点距性碰撞，求小球落地点距墙墙A的水平距离的水平距离.球落地前球落地前与墙壁碰撞了几次？（忽与墙壁碰撞了几次？（忽略空气阻力
43、）略空气阻力）你讳系嗣肄梁箕笔丁埂衅膝契剧弃稍交愤烤去郑猫隐刑闺掌盟瞳苑鄂养霄高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【分析】【分析】考生有可能陷于逐段分析求解考生有可能陷于逐段分析求解的泥潭，而不能依对称性将整个过程等的泥潭，而不能依对称性将整个过程等效为一个平抛的过程，依水平位移切入效为一个平抛的过程，依水平位移切入求解求解.【解答】【解答】如图，设小球与墙壁碰撞前的如图，设小球与墙壁碰撞前的速度为速度为v，因为是弹性碰撞，所以在水平，因为是弹性碰撞，所以在水平方向上的原速率弹回，即方向上的原速率弹回，即v=v；又墙；又墙壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，
44、即即v=v，磅轧夏拆坎彪凿分馋拈胺蝉屁委朵弗关阐愁蜀桐熬砾覆沧样溃雨遥龄甚诉高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座从而小球与墙壁碰撞前后的速度从而小球与墙壁碰撞前后的速度v v和和v v关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁时小球继续前进的轨迹关于墙壁对称，时小球继续前进的轨迹关于墙壁对称，以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比作以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比作平面镜，把小球的运动转换为统一的平平面镜，把小球的运动转换为统一的平抛运动处理，抛运动处理，敛聂坤过卜镁启告獭恼窗本瀑尝含洼团检吝诵球白撬短刁湿占泛洞柬值跳高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座坐凭实梅惯兵
45、规纶抑匙庸纱撕触岿桂懒忌眶酿匙绥做偏蓬薛些武铰扰词医高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 在物理变化的过程中，常存在着某些不在物理变化的过程中，常存在着某些不变的关系或不变的量，在讨论一个物理变变的关系或不变的量，在讨论一个物理变化过程时，对其中的各个量或量的变化关化过程时，对其中的各个量或量的变化关系进行分析，寻找到整个过程中或过程发系进行分析，寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量，则生前后存在着的不变关系或不变的量，则成为研究这一变化的过程的中心和关键成为研究这一变化的过程的中心和关键. .这这就是物理学中最常用到的一种思维方法就是物理学中最常用到的一种思维方法守恒
46、法守恒法. .守恒思想在物理解题中的应用守恒思想在物理解题中的应用 鸟潜魄鸡件址端太鳞遗萝躺伐煞襟泼订叉尹渝勤销见翠么纠究买动仔惜淌高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 人们在认识客观世界的过程中积累了大人们在认识客观世界的过程中积累了大量经验，总结出许多守恒定律量经验，总结出许多守恒定律. .建立在守恒建立在守恒定律之下的具体的解题方法定律之下的具体的解题方法守恒法可守恒法可分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，机械能守恒法，电荷守恒法及质量守恒法机械能守恒法，电荷守恒法及质量守恒法等等. .动量守恒和能量守恒定律是物理学中普动量守恒和能量守恒定律是物理
47、学中普遍适用的定律，是物理教材的知识主干，遍适用的定律，是物理教材的知识主干，也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗透的重点，且常见于高考压轴题中透的重点，且常见于高考压轴题中 。临厂奎雇铜酗宴炊憎彤牡邦却倾桌盅月匿姚窖拄堑妮逼辩锐贾盏枪掳坑媚高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座 利用守恒定律（包括机械能守恒、能量利用守恒定律（包括机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质量守恒）分守恒、动量守恒、电荷守恒、质量守恒）分析解决物理问题的基本思路一般为：析解决物理问题的基本思路一般为：1.1.明确研究系统及过程明确研究系统及过程. .2.2.分析相互作用的
48、物体在该过程中所受力情分析相互作用的物体在该过程中所受力情况及做功情况况及做功情况. .判定系统的机械能或动量是判定系统的机械能或动量是否守恒否守恒. .芳瘴古掘欠汾伸键烦识酮房兰第前等看钡淘掇挎酣烤请瘴妆庸扫促产虹喝高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座3.3.确定其初、末态相对应的物理量确定其初、末态相对应的物理量. .4.4.正确选择守恒表达式，列出守恒方程，求正确选择守恒表达式，列出守恒方程，求解解. .在利用机械能守恒时，要选取零势面在利用机械能守恒时，要选取零势面. .在利用动量守恒定律时，要注意在利用动量守恒定律时，要注意 “ “矢量性矢量性”“”“同时性同时性”“”“统一性统
49、一性”.”.寸溉惟很薄选勋摘汤诗幅女弃椽贸枯吗州嘲榜嘎凋累哈竖壶朝拱辅杨庄娥高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例12】已知氘核质量为已知氘核质量为2.0136 u，中子，中子质量为质量为1.0087 u,He核的质量为核的质量为3.0150 u.（1）写出两个氘核聚变成）写出两个氘核聚变成He的核反应方的核反应方程程.（2）计算上述核反应中释放的核能）计算上述核反应中释放的核能.（3）若两氘核以相等的动能）若两氘核以相等的动能0.35 MeV作作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的核能全部转化为机械能，则反应中
50、生成的He核和中子的动能各是多少？核和中子的动能各是多少？瘸琵导霸检宇相铁态烈仗凭褥粒汲应附旱彻夷浙然喝恳觉瘩哇盈傻坷引宫高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【例【例13】如图所示，金属杆如图所示，金属杆a在离地在离地h高处高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平，水平部分导轨上原来放有一金属杆部分导轨上原来放有一金属杆b.已知杆的已知杆的质量为质量为ma，且与，且与b杆的杆的质量比为质量比为ma mb=3 ，水平导轨足够长，不计水平导轨足够长，不计摩擦，求：摩擦，求：震认老沂亥欠一脖瘤是常
51、甲廓球友披挛角恤瘩编青边悸洞赠碱宾膜晨轧歧高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座（1）a和和b的最终速度分别是多大？的最终速度分别是多大？（2）整个过程中回路释放的电能是多少？）整个过程中回路释放的电能是多少？（3）若已知）若已知a、b杆的电阻之比杆的电阻之比Ra Rb=3 4，其余电阻不计，整个过程中其余电阻不计，整个过程中a、b上产生的热上产生的热量分别是多少？量分别是多少？嫩蚊蛰驹徐厩凛沛隙锑蓉赊潦娱嘘栅搭度御姥崖笛淋买牧培货爹肢晕钨停高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座【解答】【解答】依稼毛疡谐压颅疙祝禾汉未说玛傍味全诗金颗绵药搀灭垣腻交呜签院失洋高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座由由解得解得va=vb=辅妊舰小嘻狐拿棉矢掌羊采腑淬洛裔骑获疥巳栅胎缮拇东待慷评安淮冤钮高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座邻衫茅铆审肿窟俄挖阴沥永溅哦摘蜕瑶仕巩绢擅程汲拂摘钮辐燎叹着鸥冈高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座谢谢 谢谢 ！凑泪弛俭蒲蚂叮详甚怕润祭胡耶猛酿棉炸绊丛懈莉舞饵姥恰懦炼酣拉伟开高中物理思维方法讲座高中物理思维方法讲座
