盤點常用的物理解題方法

1、盤點常用的物理理解題方法江西省萍鄉(xiāng)市上上栗中學(xué)彭俊俊昌摘要：本文總總結(jié)了十種常常用的物理解解題方法，以以大量的例題題，從實戰(zhàn)的的角度全面解解讀各種方法法的解題要點點，對指導(dǎo)第第二輪專題復(fù)復(fù)習(xí)有一定的的借鑒作用。關(guān)鍵詞：常用的十種物理解題方法；例題及解答和點評在高中物理理總復(fù)習(xí)中，知知識內(nèi)容的復(fù)復(fù)習(xí)是非常重重要的一環(huán)，只只有將考試說說明中規(guī)定的的知識內(nèi)容無無一遺漏地熟熟練地儲備好好，才有可能能應(yīng)對知識面面覆蓋廣泛的的高考試卷；但要在決戰(zhàn)戰(zhàn)高考中取得得全面的勝利利，還必須全全面掌握攻破破這些試題的的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)，也也就是要具備備一定的解題題方法。方法法掌握得多了了，面對變化化莫測的高考考試卷，才會會臨

2、危不懼，從從容應(yīng)對。本本文總結(jié)了常常用的十種解解題方法，并并配有大量針針對性強的例例題加以說明明，相信對復(fù)復(fù)習(xí)備考特別別是第二輪專專題復(fù)習(xí)有一一定的幫助。一、最常用用的兩種方法法1分析析1.11 什么是分分析法分分析法是將未未知推演還原原為已知的思思維方法，用用分析法研究究問題時，需需要把問題化化整為零，然然后逐步引向向待求量。具具體地說也就就是從題意要要求的待求量量出發(fā)，然后后按一定的邏邏輯思維順序序逐步分析、推推演，直到待待求量完全可可以用已知量量表達為止。因因此，分析法法是從未知到到已知，從整整體到局部的的思維過程。1.2 分析的三個方面（1）在空間分布上可以把整體分解為各個部分：如力學(xué)

3、中的隔離，電路的分解等；（2）在時間上把事物發(fā)展的全過程分解為各個階段：如LC電路的充電放電等各個階段；（3）對復(fù)雜的整體進行各種因素、各個方面和屬性的分析。1.3 分析的三個基本環(huán)節(jié)（1）化整為零：對整體進行肢解，把部分從整體中剝離出來；（2）逐個認識：分析各部分的特殊本質(zhì)，這是分析中重要的一環(huán)，也是確定相關(guān)物理規(guī)律的依據(jù)；（3）建立聯(lián)系：溝通各部分之間的相互關(guān)系。1.4 幾種常用的分析方法及其應(yīng)用（1）因素分析：這是對事物的各個成分、要素和構(gòu)成方式的分析。是一種粗線條的，淺層次的，大體的分析，但能使我們了解事物的概況，便于從整體上認識事物的本質(zhì)特征，也為進一步的細致分析奠定了基礎(chǔ)。（2）定

4、性分析：是一種判斷性的分析，用來確定事物是否具有某種屬性或成份，以及事物發(fā)展變化的趨勢等。在物理問題中通過定性分析不僅可以初步把握問題的性質(zhì)和特點，了解有關(guān)物理量的相互依賴關(guān)系，也為進一步的定量分析打好基礎(chǔ)。（3）定量分析：是對事物作精細的數(shù)量上的分析。事物的質(zhì)變和量變是緊密聯(lián)系和相互制約的，對任何事物的深入研究都離不開定量分析，在許多物理問題中，更多的也必須依賴于定量分析。（4）因果分析：定性分析是解決“怎么樣”的問題，定量分析是解決“有多少”的問題，因果分析是解決“為什么”的問題。因果關(guān)系是物理解題中在已知條件和未知結(jié)果間尋找聯(lián)系的基本思維方法。（5）元過程分析法：是物理學(xué)研究中的一種特殊

5、的分析方法，也稱“微元法”。即把研究對象分割為無限多個無限小的部分，或把物理過程分解為無限多個無限小的部分，然后抽取其中的一部分加以研究。通過對所抽取的這一小部分的研究，就可以認識整體或全過程的性質(zhì)和規(guī)律。例1如圖-1所示電路中，當(dāng)滑動頭P向下移動時，各電表的示數(shù)如何變化？圖-1解析：P向向下移動時，電電阻R4增大，根據(jù)據(jù)串并聯(lián)電路路等效電阻的的關(guān)系可知外外電路的總電電阻R外增大；由閉閉合電路歐姆姆定律可知，電電路中的總電電流減小，所所以安培表AA1的示數(shù)減小小；路端電壓壓增大，即伏伏特表V1的示數(shù)增大大；由部分電電路的歐姆定定律可知，電電阻R1兩端的電壓壓減小，即伏伏特表V2的示數(shù)減小??；電

6、阻R3兩端的電壓壓等于路端電電壓減去R1和R2兩端電壓，所所以R3兩端電壓增增大，即V3增大；通過過R3的電流增大大，所以通過過R4的電流減小小，即A2的示數(shù)減小小。點評：本題是是一道典型的的定性分析的的問題，通過過滑動變阻器器的變化，應(yīng)應(yīng)用部分電路路和閉合電路路的歐姆定律律，來判斷電電路中局部和和整體電流和和電壓的變化化。在分析時時化整為零、逐逐個認識、建建立聯(lián)系、環(huán)環(huán)環(huán)相扣。例2如圖圖-2所示，一一個帶有塞子子的容器充有有一定量的空空氣，其壓強強PP0（P0為外界大氣氣壓）。當(dāng)把把塞子拔掉時時，外界空氣氣最初以多大大的速率沖進進容器？設(shè)空空氣密度為。圖-2解析：設(shè)小小孔的截面積積為S，最初

7、沖進進容器的這一一薄層空氣厚厚度為x，則其質(zhì)量量為m=Sx。作用在這這一薄層上指指向容器內(nèi)的的壓力（合力力）F=（P0-P）S，由動能定定理得： 。解解得： 。點評：由于外外界空氣進入入容器是一個個連續(xù)變化地地過程，最初初是靠近小孔孔邊緣的一薄薄層空氣在內(nèi)內(nèi)外壓強差的的作用下沖入入容器，因此此可以取這一一薄層空氣作作為研究對象象進行分析。本本題充分體現(xiàn)現(xiàn)了“微元分分析法”的特特點：截取物物理過程中極極細小的一個個區(qū)間，極少少量的一部分分空氣作為研研究對象進行行分析。在許許多類似問題題中，都需要要對許多細微微對象的積累累才能得到解解答。 2綜合法綜合法是將將已知推演到到未知的科學(xué)學(xué)思維方法。用用

8、綜合法研究究問題時，需需從已知量出出發(fā)，瞄準(zhǔn)待待求量，尋根根求源，逐步步推理，弄清清從已知量可可求出哪些未未知量，直至至找出與待求求量的關(guān)系，列列出關(guān)系式求求解待求量。因因此，綜合法法是從已知到到未知，從部部分到整體的的思維方法。2.1 分析和綜合的關(guān)系：有分有合，交叉地使用分析與綜合的方法，才能對客觀事物有一個全面的深刻的認識。在研究和求解中學(xué)物理問題時，同樣需要采用這種有分有合的思維方法。2.2 從能量角度綜合：能量是溝通各個物理現(xiàn)象和物理過程的最根本的屬性，直接從整個過程的能的轉(zhuǎn)化和守恒的觀點出發(fā)，可免去許多的對復(fù)雜的細節(jié)變化的處理，直達問題的癥結(jié)所在。這是綜合思想的又一具體體現(xiàn)。 例3

9、如圖-33所示，光滑滑的水平軌道道連接一個半半徑為R的光滑半圓圓軌道，在水水平軌道上有有2002個個質(zhì)量相同的的小球，除第第1號小球外外，其它小球球均靜止。第第1號小球以以初速度0碰撞第2號號小球，在碰碰撞過程中損損失初動能的的1/20002，第2號號小球碰撞第第3號小球，在在碰撞過程中中損失第2號號小球初動能能的1/20002；第33號小球又碰碰撞第4號小小球，依次碰碰撞下去，每每次碰撞均損損失前一小球球初動能的11/20022，最后第22002號小小球恰好能沿沿半圓軌道達達到最高點，試試求第1號小小球的初速度度。圖-3解析：設(shè)第第1號球與第第2號球碰撞撞后的速度分分別為1和2，由動量守守恒

10、定律得： 由動能關(guān)系系得： 由以上兩式式解得： 由于每次碰碰撞所遵循的的規(guī)律完全相相同，分析歸歸納可得經(jīng)22001次碰碰撞后，第22002號球球獲得的速度度為：因為第20002號球恰恰好能運動到到圓軌道的最最高點，所以以對第20002號球，根根據(jù)機械能守守恒定律有：在最高點有有：由以上各式式解得： 點評：本題題通過第1、22號小球彈性性碰撞的分析析，通過分析析歸納，逐步步推理，推導(dǎo)導(dǎo)出第20002號小球碰碰撞的速度，體體現(xiàn)了綜合法法從已知到未未知，從部分分到整體的思思維方法。例4如圖圖-4所示，水水平放置的光光滑金屬導(dǎo)軌軌相距為L，左端通過過電鍵K與電池相連連，電池電動動勢為E，內(nèi)電阻為為r，

11、光滑金屬屬棒AB的質(zhì)量為為m，用兩條懸懸線水平吊起起，并剛與兩兩導(dǎo)軌緊密接接觸，方向與與兩導(dǎo)軌垂直直，勻強磁場場豎直向上，磁磁感應(yīng)強度為為B。合上K后，棒AB在磁場力力作用下向右右飄起，升高高的最大高度度為h。設(shè)從合上上開關(guān)到棒AAB離開導(dǎo)軌軌所經(jīng)歷的時時間為t，則t內(nèi)電源做功功為多少？圖-4解析：桿飄飄起過程中安安培力消失，桿桿的機械能守守恒： 通電瞬間AAB桿受到安安培力的作用用，對AB桿桿由動量定理理得：t時間內(nèi)內(nèi)電源做的功功為：W=qE解以上三式式得：點評：本題題綜合運用機機械能守恒定定律、動量定定理和功能關(guān)關(guān)系列方程，但但要注意不同同階段所運用用的規(guī)律不同同，所以要充充分分析各階階段

12、金屬棒的的受力和運動動特點，合理理選用適當(dāng)?shù)牡奈锢硪?guī)律。二、最重要要的兩種方法法1隔隔離法11.1 什么么是隔離法：指對物理問問題的某些研研究對象或某某些過程、狀狀態(tài)從系統(tǒng)或或全過程中隔隔離出來進行行研究的方法法。1.2 隔離法法適用的幾種種情況：（1）求解解某個物體的的力和運動（如如連接體中的的某個物體）；（2）求求解某段運動動中物體的運運動規(guī)律；（3）求求解物體間的的相互作用；（4）運運用適用于單單個或可視為為單個物體的的物理規(guī)律（如如牛頓運動定定律、動量定定理、動能定定理）。1.3 運運用隔離法解解題的基本步步驟：（11）明確研究究對象或過程程、狀態(tài)。選選擇隔離對象象的原則一是是要包含待

13、求求量，二是要要使所列方程程數(shù)盡可能地地減少；（2）將研研究對象從系系統(tǒng)中隔離出出來，或?qū)⒀醒芯繉ο蟮哪衬扯芜^程，某某種狀態(tài)從運運動的全過程程中隔離出來來；（33）對被隔離離的研究對象象、過程、狀狀態(tài)分析研究究，畫出某狀狀態(tài)下的受力力圖和某階段段的運動過程程示意圖；（4）尋尋找未知量和和已知量之間間的關(guān)系，選選擇適當(dāng)?shù)奈镂锢硪?guī)律列方方程求解。1.4 常見的幾種種運用隔離法法的情況：（1）隔隔離研究對象象：為了求解解涉及系統(tǒng)中中某個物體的的力和運動，尋尋求與該物體體有關(guān)的所求求量與已知量量之間的關(guān)系系，必須將某某個物體從系系統(tǒng)中隔離出出來。（22）隔離運動動過程：物體體往往會參與與幾個運動過過程

14、，為了求求解涉及某個個運動過程的的物理量，尋尋求所求量與與未知量之間間的聯(lián)系，必必須將某個運運動過程從運運動的全過程程中隔離出來來。（33）隔離的優(yōu)優(yōu)化選擇：一一些物理問題題中，往往涉涉及幾個研究究對象和幾個個運動過程，為為了使解題快快捷，必須認認真審題，提提示物理現(xiàn)象象的本質(zhì)，優(yōu)優(yōu)化選擇所要要隔離的某個個研究對象和和某段運動過過程。例5置于于水平地面上上的長方體被被一斜截面分分成A、B兩部分，如如圖-5所示示，其中=37，且且A、B兩部分質(zhì)量量相等，mA=mB=1kg。今A、B在一水平力力F作用下一起起向右以加速速度a運動，若A與地面的動動摩擦因數(shù)A=0.755，B與A和地面間均均無摩擦，取

15、取g=10m/s2。求加速度度a的大小。圖-5解析：對AA、B兩物體進行行受力分析如如圖-5所示示。對A在水平方向向由牛頓第二二定律得：FFNsinNA=ma對A在豎直方向向由平衡條件件得：Ncos+NA=mg 對B在水平方向向由牛頓第二二定律得：NNsin=ma 由以上上三式解得： 點評：本題題是一道常見見的應(yīng)用隔離離法解答的問問題，分別隔隔離A、B兩物體進行行受力分析，再再找到兩物體體受力與加速速度的關(guān)系，列列出平衡方程程和動力學(xué)方方法即可求出出待求量。例6質(zhì)量量為m的鋼板與直直立輕彈簧的的上端連接，彈彈簧的下端固固定在地面上上，平衡時彈彈簧的壓縮量量為x0，如圖-66所示。一物物塊從鋼板

16、正正上方距離為為3x0的A點自由下落落，打在鋼板板上并立即與與鋼板一起向向下運動，但但不粘連。它它們到達最低低點后又向上上運動。已知知物塊質(zhì)量為為m時，它們恰恰能跨到O點。若物塊塊質(zhì)量為2m，仍從A點自由落下下，則物塊與與鋼板回到OO點時，還具具有向上的速速度。求物塊塊向上運動到到達的最高點點與O點的距離。圖-6解析：物塊塊自由下落到到與鋼板碰撞撞前的瞬間機機械能守恒： ，解得：物塊與鋼板板撞擊的過程程中動量守恒恒： ，解得：壓縮彈簧后后再回到O點的過程中中機械能守恒恒，設(shè)開始時時彈簧的彈性性勢能為EP： ，可解得得： 物塊的質(zhì)量量為2m時，碰撞前前速度仍為0，設(shè)碰撞后后速度為2，由動量守守恒

17、得： ，可解得得：系統(tǒng)回到OO點時的速度度為v，碰前前彈性勢能仍仍為EP，則由機械械能守恒定律律得： ，解得：到達O點后后，物塊與鋼鋼板分離，物物塊作豎直上上拋運動，上上升的高度為為：.點評：本題題是一個多過過程、多狀態(tài)態(tài)的題目，解解題時必須將將每個過程和和狀態(tài)隔離開開來，再分析析每個隔離過過程或隔離狀狀態(tài)的運動和和受力特點，選選用恰當(dāng)?shù)奈镂锢硪?guī)律列方方程，再尋求求未知量和已已知量之間的的關(guān)系。2整體2.1 什么是整體體法：指對物物理問題的整整個系統(tǒng)或整整個過程進行行研究的方法法。2.2 整體法法研究適用的的幾種情況：（1）當(dāng)當(dāng)只涉及系統(tǒng)統(tǒng)而不涉及系系統(tǒng)內(nèi)某些物物體的力和運運動時，可整整體分析

18、對象象。（22）當(dāng)只涉及及研究運動的的全過程而不不涉及某段運運動時，可整整體分析過程程。（33）當(dāng)運動適適用于系統(tǒng)的的物理規(guī)律（如如機械能守恒恒定律，動量量守恒定律）解解題時，可整整體分析研究究對象和整體體分析運動全全過程的初末末狀態(tài)。（4）當(dāng)可可采用多種方方法解題時，可可整體優(yōu)化解解題方法。（5）整整體法不僅適適用于系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)各物體保持持相對靜止或或勻速直線運運動，而且也也適用于各物物體間有相對對加速度的情情況。22.3 常見見的幾種運用用整體法的情情況：（11）整體研究究物體系：當(dāng)當(dāng)求解時不涉涉及系統(tǒng)中某某個物體的力力和運動，而而只需取幾個個物體組成的的系統(tǒng)作為研研究對象，就就可尋求所求求量

19、與已知量量之間的關(guān)系系，則取系統(tǒng)統(tǒng)為研究對象象，加以整體體分析研究。當(dāng)當(dāng)運用適用于于物體系的物物理原理，定定律時應(yīng)取系系統(tǒng)為研究對對象。（22）整體研究究運動全過程程：當(dāng)所求的的物理量只涉涉及運動的全全過程而不必必分析某一階階段的運動情情況時，可通通過整體研究究運動的全過過程解決問題題。這對于處處理變力和難難以分析運動動過程和尋找找規(guī)律的問題題，顯示出極極大的優(yōu)越性性。（33）整體變換換物理圖象：對于一些多多次變化的對對稱問題，運運用幾何作圖圖的方法將物物理現(xiàn)象或物物理過程對稱稱展開，把一一系列不連續(xù)續(xù)的變化轉(zhuǎn)化化為一連續(xù)變變化的整體過過程，讓待求求量與已知量量間的關(guān)系變變得簡單明了了。（44

20、）整體的優(yōu)優(yōu)化選擇：整整體的優(yōu)化選選擇包括優(yōu)化化選擇所研究究的系統(tǒng)，所所研究的運動動過程，所研研究的物理圖圖景及所運用用的解題方法法等。優(yōu)化選選擇時，可能能涉及上述的的一個或幾個個方面。例7如圖-7所示，質(zhì)質(zhì)量為M的汽車帶著著質(zhì)量為m的拖車在平平直公路上以以加速度a勻加速前進進，當(dāng)速度為為0時拖車突然然與汽車脫鉤鉤，到拖車停停下瞬間司機機才發(fā)現(xiàn)。若若汽車的牽引引力一直未變變，車與路面面的動摩擦因因數(shù)為，那么拖車車剛停下時，汽汽車的瞬時速速度是多大？圖-7解析：以汽汽車和拖車系系統(tǒng)為研究對對象，全過程程系統(tǒng)受的合合外力始終為為 ，該過程程經(jīng)歷時間為為，末狀態(tài)拖拖車的動量為為零。全過程程對系統(tǒng)用動

21、動量定理可得得： 。點評：本題題中既將汽車車和拖車作為為一個整體，又又將全部運動動過程作為一一個整體，體體現(xiàn)了整體法法解題的優(yōu)越越性。但這種種方法只能用用在拖車停下下之前，因為為拖車停下后后，系統(tǒng)受的的合外力中少少了拖車受到到的摩擦力，因因此合外力大大小不再是（M+m）a。例8如圖圖-8所示，P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物塊，B為位于水平面上的質(zhì)量為M的特殊長木板，mM=110，平板與地面間的動摩擦因數(shù)為=2.0010-2。在板的上表面上方，存在著一定厚度的“相互作用區(qū)域”，如圖中劃虛線的部分，當(dāng)物塊P進入相互作用區(qū)時，B便有豎直向上的恒力f作用于P，f=amg，a=51，f對P的作用使P剛

22、好不與B的上表面接觸；在水平方向P、B之間沒有相互作用力，已知物塊P開始自由落下的時刻，板B向右的速度為0=10.0m/s。P從開始下落到剛到相互作用區(qū)所經(jīng)過的時間為T0=2.00s。設(shè)B板足夠長，保證物塊P總能落入B板上方的相互作用區(qū)，取重力加速度g=9.80m/s2。問：當(dāng)B開始停止運動那一刻，P已經(jīng)回到過初始位置幾次？圖-8解析：木板板B在摩擦力作作用下作減速速運動直至停停止，但P未進入和P進入相互作作用區(qū)時，BB所受的摩擦擦力不同，如如果能夠把這這兩個摩擦力力和它們所作作用的時間求求出，則可用用動量定理求求解。P未進入相相互作用區(qū)時時，B受的摩擦力力為：。P進入相互互作用區(qū)時，B受到的

23、摩擦力為： 。設(shè)P在相互互作用區(qū)下落落所持續(xù)的時時間為T，則對P在下落的整整個過程中由由動量定理得得：，可解得得：T=0.044s。對B在整個個運動過程中中應(yīng)用動量定定理得： 。代入數(shù)據(jù)可可解得：n=11.11，取整數(shù)為為n=11。所以當(dāng)B停停止運動時，P已回到初始位置11次。點評：這是是一道難度很很大的力學(xué)綜綜合題，但是是當(dāng)我們對研研究對象的受受力和運動情情況進行全面面的分析后，發(fā)發(fā)現(xiàn)分別對PP和B在全過過程中用整體體法列方程可可以帶來意想想不到的簡便便。三、事半功功倍的兩種方方法1圖象象法物理理圖象就是在在坐標(biāo)系中繪繪出的表示兩兩個相關(guān)物理理量之間關(guān)系系的函數(shù)圖線線，它能直觀觀形象地展示示

24、兩個物理量量之間的聯(lián)系系。物理圖象象含有明確的的物理意義，體體現(xiàn)具體的物物理內(nèi)容，描描述清晰的物物理過程。利利用圖象解題題時，要明確確圖象中的橫橫軸與縱軸所所代表的物理理量，區(qū)分圖圖象中相關(guān)物物理量正負值值的物理意義義，注意分析析各段不同函函數(shù)形式的圖圖線所表征的的物理過程，注注意圖線的物物理意義，明明確圖線并不不是物體運動動變化的軌道道。例如，要要注意圖線的的斜率、截距距、圖線與坐坐標(biāo)軸所圍“面面積”所代表表的物理量。例9老鼠離開洞穴沿直線前進，它的速度與到洞穴的距離成反比。當(dāng)它先進到離洞穴距離為d1的甲處時速度為1，則它先進到離洞穴距離為d2乙處時的速度是多少？從甲處到乙處需要用去的時間又

25、是多少？圖-9解析：因為為 ，所以：，可得：.因與d成成反比，則 與d成正比，所所以作出的 與d的圖象應(yīng)為為過原點的直直線，如圖-9所示。圖圖象下的面積積即為老鼠從從甲處到乙處處所用的時間間，則： .點評：這道道題也可用微微元法解答，但但很復(fù)雜，且且要用到特殊殊的數(shù)學(xué)處理理方法，但用用圖象法時，既既直觀又簡單單，雖然速度度與距離d成反比，其其圖線為曲線線，但1/與d卻成正比，其其圖線為直線線，再利用圖圖象下的面積積即為時間，即即可輕松求得得答案。例10將將質(zhì)量為2m的長木板靜靜止放在光滑滑水平面上，如如圖-10（aa）所示，一一質(zhì)量為m的小鉛塊（可可視為質(zhì)點）以以水平初速度度0由木板左端端恰能

26、滑至木木板右端與木木板相對靜止止，鉛塊運動動中所受摩擦擦力始終不變變?，F(xiàn)將木板板分成長度與與質(zhì)量相等的的1、2兩段段后緊挨著仍仍放在水平面面上，讓小鉛鉛塊仍以相同同的初速度0由木塊1的的左端開始滑滑動，如圖（bb）所示，則則下列判斷正正確的是A小鉛塊塊仍能滑到木木板2的右端端與木板保持持相對靜止B小鉛鉛塊滑過木板板2的右端后后飛離木板C小鉛鉛塊滑到木板板2的右端前前就與木板保保持相對靜止止D圖圖（b）所示示過程產(chǎn)生的的熱量少于圖圖（a）所示示過程產(chǎn)生的的熱量圖-10解析：（aa）圖中鉛塊塊和長木板的的0-t圖象分別如如圖中紅色直直線所示，tt1時刻鉛塊恰恰好到達木板板的右端，ABO的面積積表示

27、木板的的長度。（bb）圖中鉛塊塊在t2時刻滑上木木塊2，之后后鉛塊的速度度圖線不變，木木塊2的圖線線如圖中綠色色直線所示，由由圖線可知最最后鉛塊和木木塊2有相同同的速度，即即鉛塊不會飛飛離木板，且且此時的相對對位移（即圖圖中四邊形的的面積）小于于木板的長度度（即圖中三三角形的面積積）。所以（bb）圖中產(chǎn)生生的熱量小于于（a）圖中中產(chǎn)生的熱量量。正確答案案為CD。點評：此題題用圖象法可可以非常直觀觀地把兩種情情況下鉛塊和和木板的運動動情況表示出出來，而且根根據(jù)v-t圖圖象下的面積積表示物體的的位移，可以以知道鉛塊相相對木板的位位移即為圖中中三角形或四四邊形的面積積。2估算法法2.11 常見的估估

28、算問題（1）通過過建立理想化化物理模型估估算：如將分分子視為球體體、將氣體要要分子占據(jù)的的空間視為立立方體等；（2）根根據(jù)物理規(guī)律律估算：如以以地球繞太陽陽作圓周運動動來估算太陽陽的質(zhì)量等；（3）根根據(jù)物理常數(shù)數(shù)估算：如阿阿伏加德羅常常數(shù)、1mool氣體在標(biāo)標(biāo)態(tài)下的體積積為22.44L等；（44）根據(jù)日常常物理知識估估算：如一般般人的體重為為50kg，騎騎自行車的速速度為10mm/s等；（5）通過過忽略次要因因素估算：如如忽略摩擦、忽忽略物體的大大小等；（6）通過過近似計算與與平均值估算算：如估算地地球大氣質(zhì)量量時取壓強平平均為標(biāo)準(zhǔn)大大氣壓等。2.2 估算法解決決問題時應(yīng)注注意的幾點（1）估估

29、算結(jié)果并不不要求很準(zhǔn)，一一般只要求一一到兩位有效效數(shù)字，但數(shù)數(shù)量轉(zhuǎn)化必須須準(zhǔn)確，計算算過程能正確確運用近似處處理的思想方方法，使答案案合乎情理。（2）估算一無直接公式可套，它要求用物理學(xué)研究問題的方法，視復(fù)雜的實際問題為理想模型和理想過程，抓住現(xiàn)象的實質(zhì)進行求解。（3）估算往往文字簡潔，顯性已知條件少，待求與已知量之間的聯(lián)系隱蔽，這就要求解題能從生活與生產(chǎn)實際中尋找條件，從問題的字里行間尋找突破口。例11已已知地球半徑徑約為6.44106m，空氣的摩摩爾質(zhì)量約為為29100-3kg/moll，一個標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)大氣壓約為為1.01105Pa，利用用以上數(shù)據(jù)可可估算出地球球表面大氣在在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下下的體積

30、為（ ）A41016m3B441018m3C441020m3D441022m3解析：根據(jù)據(jù)大氣壓產(chǎn)生生的原因可知知地球表面大大氣的質(zhì)量為為M=P04R2，所以地球球表面大氣在在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下下的體積為：考慮到答案案中的系數(shù)均均為4，所以以我們只要計計算一下指數(shù)數(shù)即可，很快快可得正確答答案為B。點評：這是是一道題意新新穎，聯(lián)系生生活實際的好好題。正確掌掌握估算方法法和原則，可可以快速得到到正確答案，節(jié)節(jié)省寶貴的考考試時間。例12試試通過估算，說說明飛鳥對飛飛機的威脅。飛飛機的飛行速速度為4000m/s.解析：鳥相相對飛機的速速度可認為等等于400mm/s，設(shè)飛飛鳥的質(zhì)量為為m=1kg，身體體長L=4

31、0cm，撞撞擊過程中其其質(zhì)心運動了了20cm，則則相互作用時時間： ，由由飛鳥由動量量定理得： ，所以 .點評：解決決本題的關(guān)鍵鍵是對一些物物理量的數(shù)值值進行設(shè)定，如如鳥的質(zhì)量，鳥鳥的身體長度度等，但設(shè)定定這些物理量量的值時，一一定要根據(jù)實實際情況，取取一般的可能能情況，不可可取一些特殊殊情況。四、出奇制制勝的兩種方方法1等效效法1.1 什么是是等效變換：等效變換是是物理學(xué)中常常用的一種思思維方法。中中學(xué)物理中的的合力與分力力，運動的合合成與分解，總總電阻和總電電容等都是在在等效思想支支配下引進的的概念。1.2 等等效的基本原原則：保持“效效果”相同是是等效的唯一一要求或準(zhǔn)則則。必須注意意，等

32、效變換換時保持的效效果相同，僅僅是對所研究究的問題而言言的，不能認認不等效對象象與原對象“全全同”。1.3 等等效的一般方方法：從效果果相同尋找等等效關(guān)系，確確定等效對象象，在中學(xué)物物理中主要有有以下幾種情情況。（11）瞬時效果果：這種情況況是針對研究究對象某一瞬瞬間特性去確確定等效對象象。如由于彈彈簧振子在振振動過程中的的每一瞬間都都和做勻速圓圓周運動的小小球在直徑上上的投影點結(jié)結(jié)合，因此一一個簡諧振動動可以等效于于一個勻速圓圓周運動在直直徑上的投影影點的運動。（2）平均效果：這是從研究對象在某段時間中運動的平均效果去確定等效關(guān)系。中學(xué)物理中經(jīng)常遇到的平均阻力，平均壓強、平均速度、平均電流、

33、平均電動勢等，從思維方法的意義上，都可以認為是從平均效果上作一種等效變換。（3）整體效果：通常也可從研究對象總體效果出發(fā)確定等效關(guān)系。如雙線擺、等效電源、等效電阻和等效電容等，都屬于整體效果的一種等效變換。從整體效果上確定等效關(guān)系，并不限于某種具體的結(jié)構(gòu)，它可以有多種形式。1.4 中學(xué)物理中常見的幾種等效的情況：（1）等效電路：等效電路的含義很廣，無論上求等效電阻可進行電路計算時畫出標(biāo)準(zhǔn)化電路，以及把電路中的某一部分的作用等效為一個電源等，都可歸并于等效電路。（2）等效力場：物體做加速運動時，可引入一個等效重力場，把運動問題轉(zhuǎn)化為平衡問題。當(dāng)物體在同時有重力、電場力、磁場力的復(fù)合力場中運動時，

34、也可以引入一個等效力場，把復(fù)合場中的問題簡化為類似于重力場中的運動問題。（3）等效過程：當(dāng)我們只對物體運動變化的初始條件和最終條件感興趣，并不計較于中間所發(fā)生的具體過程時，?？捎靡恍┹^簡單的過程代替原來較復(fù)雜的過程。（4）等效擺長：如雙線擺，豎直方向振動的彈簧振子均可用等效擺長。（5）曲直互換：在物理學(xué)中曲和直在一定條件下可以完美地統(tǒng)一起來，可以相互轉(zhuǎn)化。如一個物體沿圓周運動，在極短時間內(nèi)可以看成是直線運動，一條彎曲的通電導(dǎo)線在垂直于磁場的平面內(nèi)受到的安培力與連接導(dǎo)線兩端的通電直導(dǎo)線所受的安培力相同等。例13一個半圓形的薄電阻片，如圖-11（a）所示夾在兩塊導(dǎo)體板之間時，測得電阻為R，則如圖（

35、b）所示夾在導(dǎo)體板間時測得的電阻為多少？圖-11解析：將圖圖中的半圓形形電阻片分成成兩個四分之之一薄片，設(shè)設(shè)每個四分之之一薄片的電電阻為R0，則（a）圖圖中相當(dāng)于兩兩個電阻R0并聯(lián)，所以以總電阻R0=2R在（b）圖圖中相當(dāng)于兩兩個電阻R00串聯(lián)，所以以（b）圖中中的總電阻RRb=2R0=4R。點評：本題題從效果相同同中尋找等效效關(guān)系，利用用分解的方法法一分為二，從從而快速找到到兩部分的串串并聯(lián)關(guān)系。例14如如圖-12所所示，傾角為為 =37o的光滑絕緣緣斜面處在水水平向右的范范圍足夠大的的勻強電場中中，場強E=103N/C，有有一質(zhì)量為mm=3100-3kg的帶電小小球，以速度度=1m/s沿斜

36、斜面勻速下滑滑，取g=10m/s2。在小球沿沿斜面下滑到到某一時刻撤撤去斜面，小小球在此后經(jīng)經(jīng)時間t=0.2ss內(nèi)的位移大大小是多少？圖-12解析：撤去去板后小球作作類似平拋運運動，其等效效重力加速度度為 。x軸方向小小球作勻速直直線運動，位位移：x=t=10.22m=0.2m。y方向小球球作勻加速運運動，位移： 。所以0.22s內(nèi)小球的的位移： 。點評：帶電電小球作類平平拋運動是一一類常見的問問題，解決的的關(guān)鍵是找到到等效重力加加速度，再按按平拋運動的的分解方法將將研究對象的的運動分解為為兩個適當(dāng)?shù)牡姆较蚣纯伞?假設(shè)法法2.11 什么是假假設(shè)：假設(shè)是是人們以一定定的經(jīng)驗材料料和已知事實實為依

37、據(jù)，或或以已有的科科學(xué)理論和技技術(shù)為指導(dǎo)，對對未知事實可可現(xiàn)象的原因因及其規(guī)律所所作的一種有有一定推測性性或假設(shè)性的的說明。它是是經(jīng)驗材料和和科學(xué)理論之之間的一座橋橋梁?？茖W(xué)的的發(fā)展離不開開假設(shè)，在中中學(xué)物理的學(xué)學(xué)習(xí)和解題中中也經(jīng)常需要要假設(shè)。2.2 中中學(xué)物理中常常用的一些假假設(shè)方法（1）物理理條件的假設(shè)設(shè)：對研究對對象假設(shè)一些些外部或內(nèi)部部的條件，設(shè)設(shè)想某些狀態(tài)態(tài)這是常用的的一種方法。如如假設(shè)是均質(zhì)質(zhì)物體，不計計摩擦，受恒恒力作用，懸懸繩不可伸長長，氣體的質(zhì)質(zhì)量一定等。（2）物理過程的假設(shè)：物理過程是指研究對象從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)經(jīng)歷的變化。由于研究對象從一個確定的狀態(tài)變化到另一個確定的

38、狀態(tài)時，中間過程可以有不同的形式。因此，為了研究問題的需要，我們也可能對物體所經(jīng)歷的過程作不同的假設(shè)。它的具體形式主要有以下兩個方面： 并合、肢解物理過程：把物體所經(jīng)歷的客觀過程并合起來，使原來連續(xù)發(fā)生的物理過程看成一個分立的過程；反過來也可以把某一個過程肢解成幾個過程，把原來瞬息間完成的過程分解、延緩、放大，宛如電影特技中的“慢動作”。 調(diào)整、變換物理過程：對物體所經(jīng)歷的客觀過程，根據(jù)需要重新組合或設(shè)想一些其它的過程。 對于幾個矢量的方向互相牽制時，可先任意假設(shè)某一個矢量的方向為正方向。（3）矢量方向的假設(shè)：在實際物理問題中，涉及到矢量及其規(guī)律時，必須先規(guī)定一個正方向。關(guān)于矢量方向的假設(shè)，主

39、要有以下幾種情況： 以物體的運動方向或某階段的運動方向假設(shè)為矢量的正方向。 以物體的加速度方向或受力方向假設(shè)為矢量的正方向。（4）臨界狀態(tài)的假設(shè)：臨界狀態(tài)是指物質(zhì)的狀態(tài)或某些物理性質(zhì)發(fā)生突變的關(guān)節(jié)點。在這個點前后會形成兩個明顯的階段，物體的運動狀態(tài)、受力特征、某些物理量都會發(fā)生突變。因此，處理可能存在有臨界狀態(tài)的問題，關(guān)鍵是分析清楚物理過程，注意臨界前后的不同特征。（5）極端情況的假設(shè)：一般地說，當(dāng)研究物理問題時，將其中的某些物理量取它們的極端值對這個問題作一些極端情況的設(shè)想，這樣的思維方法就稱為極端假設(shè)法。 利用極端假設(shè)法可以化難為易，便于判斷變化趨勢或找出有關(guān)結(jié)果。尤其是當(dāng)某些問題從自變量

40、和應(yīng)變量的函數(shù)出發(fā)考慮比較困難，關(guān)系比較隱蔽，難以判斷或需要通過計算時，采用極端假設(shè)法往往有神奇的作用。 利用極端假設(shè)法可以對計算結(jié)果作初步檢驗，方法是對計算結(jié)果取自變量的極端值（或特殊值）代入檢驗，如結(jié)果是合理的，可初步判斷所得結(jié)果是準(zhǔn)確的。例15用用輕彈簧相連連的質(zhì)量均為為2kg的A、B兩物塊都以以0=6m/s的速速度在光滑的的水平地面上上運動，彈簧簧處于原長.質(zhì)量為4kkg的物塊C靜止在前方方，如圖-113所示。BB與C碰撞后二者者粘在一起運運動。求：在在以后的運動動中，A的速度有可可能向左嗎？為什么？圖-13解析：假設(shè)設(shè)A在某時刻的的速度向左，此此時A的速度度為A，B、C的速度為B，彈

41、簧的彈彈性勢能為EEP，由動量守守恒定律得：2m0=mA+（M+m）BB、C碰撞撞后的瞬間共共同速度為，由B、C動量守恒得得：m0=（M+m），解得=2m/sB、C碰撞撞后系統(tǒng)（包包括彈簧）由由機械能守恒恒定律得：解以上各式式得： ，很很顯然，EP0，而彈彈簧的彈性勢勢能不會小于于零，所以假假設(shè)不成立，故故A的速度不可可能向左。點評：本題題的假設(shè)法，也也就是一種反反證的方法，由由假設(shè)條件再再推證一些物物理規(guī)律或物物理量與事實實不符，從而而得出假設(shè)條條件不成立。這這種方法在判判斷類物理問問題中很常見見，希望大家家加以體會。例16如如圖-14所所示，在半徑徑為r的圓柱形區(qū)區(qū)域內(nèi)充滿與與圓柱軸線平平

42、行的勻強磁磁場，一長為為 的金屬棒棒MN與磁場方方向垂直地放放在磁場區(qū)域域內(nèi)，棒的端端點M、N恰好放在磁磁場邊界的圓圓周上。已知知磁感應(yīng)強度度B隨時間t均勻變化，其其變化率為 ，求其MNN中產(chǎn)生的電電動勢。圖-14解析：由題題意可知，MMN上有感應(yīng)應(yīng)電動勢，這這種感應(yīng)電動動勢無法直接接計算。但如如果注意MNN的長為 ，結(jié)結(jié)合題意，可可假設(shè)兩根與與MN完全相同同的金屬棒，它它們與MN棒一起剛剛好構(gòu)成圓的的內(nèi)接正三角角形，如圖中中的MP和NP。由法拉拉第電磁感應(yīng)應(yīng)定律可知，這這一回路中的的感應(yīng)電動勢勢為MN上的感應(yīng)應(yīng)電動勢應(yīng)為為全電路的11/3，所以以 .點評：假設(shè)設(shè)法是指對于于待求解的問問題，在

43、與原原題所給條件件不相違背的的前提下，人人為地加上或或減去某些條條件，以使原原題方便求解解的方法。利利用假設(shè)法處處理某些物理理問題，往往往能突破思維維障礙，找出出新的解題途途徑，化難為為易，化繁為為簡。本題就就是根據(jù)題意意假設(shè)兩根與與MN完全相同同的金屬棒，使使MN與它們構(gòu)構(gòu)成圓的內(nèi)接接正三角形，進進而利用法拉拉弟電磁感應(yīng)應(yīng)定律求解的的。五、不可忽忽視的兩種方方法1模型型法物理理模型是根據(jù)據(jù)一定的物理理現(xiàn)象，規(guī)律律和條件建立立起來的。各各種典型的物物理模型有其其特有的分析析方法。如果果我們能對所所分析的物理理過程，物理理現(xiàn)象通過科科學(xué)的抽象，剔剔粗取精，去去偽存真，還還原為典型的的物理模型，將

44、將極大地提高高我們的解題題能力。近年來，隨隨著物理高考考試題對能力力考查的力度度加大，理論論聯(lián)系實際的的試題逐漸成成為一種趨勢勢。但考生試試卷的得分情情況并不理想想，其重要原原因之一就是是不少同學(xué)不不會通過物理理的思維、方方法去將它抽抽象成一個典典型的物理模模型或過程。從從某個角度講講，現(xiàn)在的物物理試題考查查的就是學(xué)生生的建模能力力。例17介子由兩個個夸克構(gòu)成，而而夸克之間的的相互作用相相當(dāng)復(fù)雜。研研究介子可通通過用高能電電子與介子做做非彈性碰撞撞來進行。由由于碰撞過程程難于分析，為為掌握其主要要內(nèi)涵，人們們發(fā)展了一種種簡化了的“分分粒子”模型型，其主要內(nèi)內(nèi)容為：電子子只和介子的的某部分（比比

45、如其中一個個夸克）做彈彈性碰撞，碰碰撞后的夸克克再經(jīng)過介子子相互作用把把能量和動量量傳動給整個個介子?！胺址至Ｗ印蹦Ｐ托涂捎孟旅娴牡暮喕Ｐ蛠韥黻U述：一個個電子的質(zhì)量量為m1，動能為E0，與介子的的一個夸克AA（質(zhì)量為m2）做彈性碰碰撞，介子里里另一個夸克克B的質(zhì)量為m3，夸克間以以一根無質(zhì)量量的彈簧相連連，如圖-115所示。碰碰撞前夸克處處于靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)，彈簧處于于自然長度。試試求碰撞后：（1）夸夸克m2所獲得的動動能；（22）介子作為為一個整體所所具有的以彈彈簧的彈性勢勢能形式代表表的介子的最最大內(nèi)能。圖-15解析：由于于電子與夸克克做彈性碰撞撞，符合動量量守恒和能量量守恒定律，碰碰撞后夸克AA所獲得的動動能可由動量量守恒和動能能守恒關(guān)系式式直接得出；在夸克A與夸克B相互作用的的過程中，由由題意知，可可以類比為夸夸克間以一根根無質(zhì)量的彈彈簧相連且彈彈簧處于自然然長度，介子子作為一個整整體具有的最最大內(nèi)能即是是彈簧處于最最大壓縮狀態(tài)態(tài)時的彈性勢勢能，由于彈彈簧處于最大大壓縮狀態(tài)時時，兩夸克的的速度相等，此此壓縮過程可可看做夸克發(fā)發(fā)生非彈性碰碰撞。（1）設(shè)碰碰撞前電子的的速度為0，碰撞后電電子與夸克AA的速度分別別為1、2，電子與夸夸克做彈性碰碰撞，由動量量守恒和能量量守恒得：聯(lián)立兩式解解得：又因 ，所所以夸克A