高中物理解題方法專題指導(dǎo)講解

高中物理解題方法專題指導(dǎo)講解高中物理解題方法專題指導(dǎo)講解高中物理解題方法專題指導(dǎo)講解沁陽市高考物理參閱第三十期編寫高中物理解題方法專題指導(dǎo)方法專題五：全過程法、逆向思想法辦理物理問題編寫朱愛玲主編楊國興一、方法簡(jiǎn)介（一）全過程法全過程法又稱為過程整體法，它是相關(guān)于程序法而言的。它是將研究對(duì)象所經(jīng)歷的各個(gè)不同樣物理過程歸并成一個(gè)整體過程來研究剖析。經(jīng)全過程整體剖析后，能夠?qū)θ^程一步列式求解。這樣減少認(rèn)識(shí)題步驟，減少了所列的方程數(shù)，大大簡(jiǎn)化認(rèn)識(shí)題過程，使多過程的綜合題的求解變的簡(jiǎn)捷方便。動(dòng)能定理、動(dòng)量定理都是狀態(tài)變化的定理，過程量等于狀態(tài)量的變化。狀態(tài)量的變化只取決于始末狀態(tài)，不波及中間狀態(tài)。同樣，機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律是狀態(tài)量守恒定律，只需全過程符合守恒條件，就有初狀態(tài)的狀態(tài)量和末狀態(tài)的狀態(tài)量守恒，也不用考慮中間狀態(tài)量。因此，對(duì)相關(guān)狀態(tài)量的計(jì)算，只需各過程依照上述定理、定律，就有可能將幾個(gè)過程歸并起來，用全過程都合用的物理規(guī)一次列出方程，直接求得結(jié)果。（二）逆向思想法所謂“逆向思想”，簡(jiǎn)單來說就是“倒過來想一想”．這種方法用于解物理題，特別是某些難題，很有利處．下面經(jīng)過昨年高考物理試卷中的幾道題的解法剖析，談?wù)勀嫦蛩枷虢忸}法的應(yīng)用的幾種情況二．典例剖析全過程應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式【例1】汽球以10m/s的速度勻速上漲，當(dāng)上漲到120m高度時(shí)，有一小金屬球從汽球上走開。求小球自走開汽球到著地需多長(zhǎng)時(shí)間？（小球下落的加快度g=10m/s2）全過程應(yīng)用動(dòng)量定理【例2】質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從空中跌落，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來。已知安全帶原長(zhǎng)5m，緩沖時(shí)間為1.2s，則安全帶對(duì)工人的平均沖力是多少？（g=10m/s2）全過程應(yīng)用動(dòng)能定理【例3】物體從高出地面H處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落至沙坑表面進(jìn)入沙坑深h處停止（如圖）．求物體在沙坑中碰到的平均阻力是其重力的多少倍？全過程應(yīng)用動(dòng)量守恒、能量守恒【例4】以以下圖，在磁感覺強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型圓滑金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全同樣的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A1和A2，開始時(shí)兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為r?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的不帶v2CC電小球以水平向右的速度0撞擊桿1的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈落到基層面上的點(diǎn)。點(diǎn)與桿2AA初始地點(diǎn)相距為S。求：⑴回路內(nèi)感覺電流的最大值；

朱愛玲主編楊國興2009年2月18日⑵整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中感覺電流最多產(chǎn)生了多少熱量。5．逆向思想法解決物理問題【例5】一物體以某一初速度在粗拙平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),最后停下來，若此物體在最初5秒和最后5秒經(jīng)過的行程之比為11:5。則此物體一共運(yùn)行了多少時(shí)間？三、加強(qiáng)訓(xùn)練1.5×107N/m2，脛骨最小1．人從必然高度落地簡(jiǎn)單造成骨折．一般成人脛骨的極限抗壓強(qiáng)度約為橫截面積大概為3.2cm2．若是一質(zhì)量為50kg的人從必然高度直膝雙足落地，落地時(shí)其重心又約下降1cm，試計(jì)算一下這個(gè)高度高出多少米時(shí)，就會(huì)致使脛骨骨折？2．一個(gè)木球從水面上h=3米處自由下落，落入水中后木球能達(dá)到多深？已知木球的密度為水密度1的3/4，假定空氣和水的阻力不計(jì)，水有足夠深度。3．小球由離地面h高處由靜止開始下落，落地時(shí)與地面碰撞后即以原速率豎直反彈，若是小球運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小恒定為重力的K倍（K＜１）則小球第一次反彈的高度為多大？若不計(jì)小球的大小，小球總合運(yùn)動(dòng)的行程為多大？L4．小球A用不可以伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方有一固定的釘子B。開始時(shí)，將球A拉到與懸點(diǎn)O同高處無初速釋放，若繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，則當(dāng)BO與懸點(diǎn)O的距離d知足什么條件時(shí)，球A擺下后將以以下圖，繞B點(diǎn)做Cd完滿的圓周運(yùn)動(dòng)？BD5．右圖中ABCD是一條長(zhǎng)軌道，其中AB段是傾角為O的斜面，CD段是水平的，BC是與AB及CD都相切的一小段圓弧，其長(zhǎng)度能夠不計(jì)。一質(zhì)量為的小滑塊在A點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，沿軌道滑下，最M后停在D點(diǎn)。已知A點(diǎn)比CD水平面高出h，CD段的長(zhǎng)度為s?，F(xiàn)用一沿著軌道方向的力推滑塊，使它遲緩地由D點(diǎn)推回到A點(diǎn)時(shí)停下。設(shè)滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則推力對(duì)滑塊做的功等于（）A.mghB.mg(sh)C.2mghsinD.mgmghctg6．斜面傾角為θ，在斜面底端有一彈性擋板與斜面垂直，在斜面上距離擋板為s0處有一小物塊從初速率v開始沿斜面滑動(dòng)。若物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ（μ＜tanθ），且滑塊每次與擋板0碰撞都不改變速率的大小，不考慮物塊的大小，求物塊總合能運(yùn)動(dòng)的行程。7.以以下圖，一個(gè)質(zhì)量為m，電量為-q的小物體，可在水平軌道x上運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處在場(chǎng)富強(qiáng)小為E，方向沿Ox軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物體以初速度v0從x0點(diǎn)沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中受到大小不變的摩擦力Ff作用，且Ff<qE，小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，求它在停止前所經(jīng)過的總行程s。8．如圖是兩塊水平放置相互平行且正對(duì)的金屬板，其上板開有一小孔，質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電液滴，自空中自由下落，并由小孔進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。設(shè)兩板電勢(shì)差為U、距離為d，欲使液滴在板間下落的深度為d/2，則液滴的高度h為多少？第1頁共4頁原題給詳解變題要延展賽題求境地沁陽市高考物理參閱第三十期編寫朱愛玲主編楊國興2009年2月18日9．以以下圖，AB和CD為兩個(gè)斜面，其上部足夠長(zhǎng)，下部分別與一光滑圓弧面相切，EH為整個(gè)軌道的對(duì)稱軸，圓弧所對(duì)圓心角為120°，半徑為2m．某物體在離弧底H高h(yuǎn)=4m處以v0=6m/s沿斜面運(yùn)動(dòng)，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.04，求物體在AB與CD兩斜面上（圓弧除外）運(yùn)動(dòng)的總行程（取g=10m/s2）．10．一個(gè)質(zhì)量為4kg的物體靜止在足夠大的水平川面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。從t0開始，物體碰到一個(gè)大小和方向呈周期性變化的水平力F作用，力F隨時(shí)間的變化規(guī)律以以下圖。求83秒內(nèi)物體的位移大小和力F對(duì)物體所做的功。g取10m/s2。11．一物體作豎直上拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過高度為1.8m的窗戶歷時(shí)0.2s，則此物體上漲到最高點(diǎn)與窗戶上端的距離是多少？（取g=10m/s2）例題剖析：【例1】【剖析】由于小球走開汽球后，先做豎直上拋運(yùn)動(dòng)再做自由落體運(yùn)動(dòng)，就全過程說是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此設(shè)小球在空中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t，若規(guī)定豎直向上的方向?yàn)檎?，則小球的位移s=-120m,v0=10m/s,a=-10m/s2，由sv0t1at2代入數(shù)據(jù)，解得t=6s。2【例2】【剖析】人跌落伍在重力作用下做自由落體運(yùn)動(dòng)，繩拉直后又受安全帶的作用，在重力和彈力共同作用下做變速直線運(yùn)動(dòng)，某剎時(shí)速度變?yōu)榱?。由h1gt2得自由落體時(shí)間：2設(shè)安全帶對(duì)工人的平均沖力為，對(duì)人下落的全過程應(yīng)用動(dòng)量定理得：F代入數(shù)據(jù)，解得=1100NF【例3】【剖析】解法1：分段列式法．選物體為研究對(duì)象，先研究自由落體過程，只有重力做功，設(shè)物體的質(zhì)量為，落到沙坑表面時(shí)速m度為v，依照動(dòng)能定理有：mgH＝12①2mv－0Ff做負(fù)功，依照動(dòng)能定理有再研究物體在沙坑中的運(yùn)動(dòng)過程，重力做正功，阻力mgh－Ffh＝0－1mv2②2由①②兩式解得

FfHhmgh解法2：全程列式法研究物體運(yùn)動(dòng)的全過程，據(jù)動(dòng)能定理有：mg（H＋h）－Ffh＝解得：Ff＝Hhmgh議論：若物體的運(yùn)動(dòng)過程包括幾個(gè)不同樣的物理過程，用動(dòng)能定理解題時(shí)能夠分段列方程，爾后聯(lián)立求解．也能夠視全過程為一整體列方程求解．當(dāng)既能用“分段法”求解，又能用“全程法”求解時(shí)，一般來說，全程法比分段法簡(jiǎn)捷．【例4】【剖析】⑴對(duì)小球和桿A1組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得：mv0mv1mv①2vt2又＝②sH1gt2③2①②③三式聯(lián)立解得：v11(v0sg)④22H回路內(nèi)感覺電動(dòng)勢(shì)的最大值E＝BLv⑤1回路內(nèi)感覺電流的最大值IE⑥2LrB(v0sg)④⑤⑥三式聯(lián)立解得：I2H4r⑵兩棒組成的系統(tǒng)，對(duì)它們從開始作用抵達(dá)到共同速度的全過程由動(dòng)量守恒定律得：mv1＝2mv2由能量守恒定律，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中感覺電流最多產(chǎn)生熱量為：Q1mv1212mv221m(v0sg)222162Ht比前后兩個(gè)5秒的和10秒是大【例5】【剖析】若依照勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式，將會(huì)出現(xiàn)總時(shí)間仍是小的問題：若t>10s將時(shí)間分為前5秒和后5秒與中間的時(shí)間t2，經(jīng)復(fù)雜運(yùn)算得t2=-2秒再得出t=8秒的結(jié)論。若用逆向的初速度為零的勻加快運(yùn)動(dòng)辦理，將會(huì)簡(jiǎn)單的多。視為反向的初速度為零的加快直線運(yùn)動(dòng)則最后5秒經(jīng)過的行程：s1a5212.5a22最初5秒經(jīng)過的行程：s1at21a(t5)21(10t25)有題中已知的條件：s:s222=11:5得12（10t-25）:25=11:25解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=8秒加強(qiáng)訓(xùn)練參照答案：第2頁共4頁原題給詳解變題要延展賽題求境地沁陽市高考物理參閱第三十期編寫朱愛玲主編楊國興2009年2月18日1．【剖析】雙腳脛骨面積最小處能承受沖擊力的最大值：F＝pS＝1.5×107×2×3.2×10－4N＝9.6×103N設(shè)人的質(zhì)量為m，下落的安全極限高度為h1，觸地后重心又下降的高度為h2對(duì)全過程由動(dòng)能定理得：mg（h1＋h2）－F·h2＝解得：h1＝(Fmg)h2mg＝(9.61035010)0.15m＝2.7m50102．【剖析】設(shè)木球入水的最大深度為h2,，設(shè)想木球入水后，在水深h2處有一個(gè)與木球等大小的水球，同時(shí)由水中h2處上漲到水面，以以下圖由于在木球下落、木球水球上漲過程中，只有重力做功，因此對(duì)木球、水球和地球系統(tǒng)機(jī)械能守恒。取水面下深h2處為零勢(shì)能地點(diǎn)由h1m木g(h1h2)m水gh2水面3水球m木43h13h16米h2h2h2m水m木h1水球14木球h1）的過程,此過程初末動(dòng)能3．【剖析】研究小球由下落開始直到反彈到最高點(diǎn)（離地面高度設(shè)為皆為0，EK0。此過程中，物體受重力、空氣阻力和地面作使勁，題設(shè)與地面碰撞后以原速率反彈，即碰撞時(shí)小球動(dòng)能未變，地面所作使勁所做功為0；重力做功與路子沒關(guān)，只由起點(diǎn)與終點(diǎn)兩點(diǎn)高度差決定，即WG=mg（h-h1）；空氣阻力大小不變，在兩段行程上皆做負(fù)功，即W阻kmg(hh1)。因此合外力功為Wmg(hh1)kmg(hh1)依照動(dòng)能定理，Ｗ＝０，即得h11kh。1k小球不斷下落和反彈，總的行程不用動(dòng)能定理也可求得，但比較繁瑣。用動(dòng)能定理解第二問，只需研究小球由下落開始，直到最后停在地面上的全過程即可。所研究過程首末兩態(tài)動(dòng)能皆為0，EK0。在此過程中只有重力和空氣阻力做功，重力做功mgh，空氣阻力做功-kmgs，S為總路程。依照EKW,有mgh-kmgs=0

mg(l2R)1mvc21mRg22R2R5由圖可見=-，因此應(yīng)有33l。55實(shí)質(zhì)上，機(jī)械能守恒定律的解題思路能夠遷移到更一般的應(yīng)用能量轉(zhuǎn)變與守恒的思想來解決物理問題，從能量的見解（包括動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒等）來剖析解決物理問題，能夠不波及物理過程的詳細(xì)細(xì)節(jié)，因此也就更加簡(jiǎn)捷。5．答案：C6．【剖析】設(shè)物塊總合能運(yùn)動(dòng)的行程為L(zhǎng)，對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程運(yùn)用動(dòng)能定理得mgs0sinmgcosL01mv0222gs0sinv02解得Lgcos【剖析】因Ff<qE，故在剛開始時(shí)滑塊向右做減速運(yùn)動(dòng)，到速度為零后，在電場(chǎng)力和摩擦力作用下向左加快運(yùn)動(dòng)，撞墻后折返又做減速運(yùn)動(dòng)這樣頻頻。由于運(yùn)動(dòng)過程中不斷地戰(zhàn)勝摩擦力做功，滑塊最后停在墻角處。設(shè)滑塊在停止前所經(jīng)過的總行程為s，對(duì)滑動(dòng)的全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得：解得8．【剖析】把液滴下落看作一個(gè)過程，依照動(dòng)能定理有：9．【剖析】當(dāng)物體沿斜面下滑經(jīng)過B或C，第一次速率為零時(shí)，物體不再沿斜面運(yùn)動(dòng)，今后物體僅在圓弧內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)．物體在斜面上運(yùn)動(dòng)有重力和摩擦力做功，機(jī)械能要減少，物體在圓弧內(nèi)運(yùn)動(dòng)s

hk

只有重力做功，機(jī)械能不變．物體每次沿斜面上漲到最高點(diǎn)的高度逐次降低，物體每次沿斜面下滑經(jīng)過B或C時(shí)速率逐次減少，當(dāng)減為零時(shí)，物體不再沿斜面運(yùn)動(dòng)，今后，僅在圓弧內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)．此題也可換一個(gè)角度考慮，物體最后停留在地面上，其重力勢(shì)能減少了mgh，完滿用于戰(zhàn)勝摩擦阻力做功了，即應(yīng)有mgh=kmgs。4．【剖析】球A由擺下到繩碰到釘B此后作圓周運(yùn)動(dòng)的全過程中，受繩拉L力和垂力，繩拉力不做功，只有重力做功，球A的機(jī)械能守恒。研究球A由開始釋放至運(yùn)動(dòng)到圓周上最高地點(diǎn)C之過程，其重力勢(shì)能減少了Omgoc，動(dòng)能增加了22R，而vC應(yīng)知足條件Cd1mvc，其中ocl2BvCRg，依照機(jī)械能守恒，應(yīng)有D

重力做功與路徑?jīng)]關(guān)，僅由高度決定；摩擦力做功與路徑相關(guān)，因此物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總行程，即在這段總行程中，向來有摩擦力做功，使得機(jī)械能減少．設(shè)物體在兩個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)的總行程為s，斜面底端距弧底高h(yuǎn)'=R（1－cos60°）=2（1－0.5）=1（m）．解法一：對(duì)全過程，依照動(dòng)能定理：G－f=0－（1/2）20WWmv2，即mg（h－h(huán)'）－μmgcos60°·s=－（1/2）mv0第3頁共4頁原題給詳解變題要延展賽題求境地沁陽市高考物理參閱第三十期編寫朱愛玲主編楊國興2009年2月18日解得s[g(hh)1v02]/gcos600240m2=－1，以過H的水平面為零勢(shì)能面解法二：依照功能原理：f2WEE2即－μmgcos60°·s=mgh'－[mgh+（1/20解得s[g(hh)1v02]/gcos600240m210．【剖析】當(dāng)物體在前半周期時(shí)由牛頓第二定律，得F1-μmg=ma12aFmgm11當(dāng)物體在后半周期時(shí)，2+μ=由牛頓第二定律，得2Fmgma2a2=(F2+μmg)/m=(4+0.1×4×10)/4=2m/