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1、高中物理思维方法本讲稿第一页，共六十页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本讲稿第二页，共六十页 数学作为工具学科，其思想、方法和知识数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程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、定律的表述提供简洁、精中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑确的数学语言，为

2、学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法推理提供有效方法.为物理学的数量分析和计为物理学的数量分析和计算提供有力工具算提供有力工具.中学物理教学大纲对学生应中学物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用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求要求.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本讲稿第三页，共六十页 高考物理试题的解答离不开数学知识和方法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力是高考的应用，借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题命题的永恒主题.可以说任何物理试题的求解过程可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将

3、物理问题转化为数学问题经过求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的过程。解再次还原为物理结论的过程。物理解题运用的数学方法通常包括方程物理解题运用的数学方法通常包括方程(组组)法、比例法、数列法、函数法、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.本讲稿第四页，共六十页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中的物理习题中，方程组是由描述物理情景中的物理概念，物理基本规律，各种物理量间数值物理概念，物理基本规律，各种物理量间数值关系，时间关系，空间关系的各种数学关系方关系，时间关系，空间

4、关系的各种数学关系方程组成的。程组成的。本讲稿第五页，共六十页弄清研究对象，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，建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，分析各物理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，建立条件概念方程之间、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或检对方程求解，并据物理意义对结果作出表述或检验验

5、.本讲稿第六页，共六十页【例【例1 1】一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以亮时汽车以3m/s3m/s2 2的加速度开始行驶，恰在这的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以时一辆自行车以6m/s6m/s的速度驶来，从后边赶的速度驶来，从后边赶过汽车，试求：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？此时距离是多之前经过多长时间相距最远？此时距离是多少？少？（2 2）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？速度是多少？本讲稿第七页，共六十页2.2.

6、比例法比例法 比例计算法可以避开与解题无关的量，直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，使解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题过程大为简化.应用比例法解物理题，要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，清楚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，每个量在公式中的作用，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所要讨论的比例关系是否成立.本讲稿第八页，共六十页(1)(1)比例条件是否满足：物理过程中的变量往往比例条件是否满足：物理过程中的变量往往有多个有多个.讨论某两个量比例关系时要注意只有其

7、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：不能仅从数学关系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，要注意每个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物理量的意义(例：不能据例：不能据R RU/IU/I认定为电阻与认定为电阻与电压成正比电压成正比).).本讲稿第九页，共六十页(3)(3)比例是否存在：讨论某公式中两个量的比例是否存在：讨论某公式中两个量的比例关系时，要注意其他量是否能认为是不比例关系时，要注意其他量是否能认为是不变量，如果该条件不成立，比例也不能成立变量，如果该条件不成

8、立，比例也不能成立.(.(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，就得出出P P与与R R成反比的结论，因为成反比的结论，因为R R变化的同时，变化的同时，U U随之变化而并非常量随之变化而并非常量)本讲稿第十页，共六十页【例【例2】如图所示，光滑的半球形物体固定在水如图所示，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轮，轻绳平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止.现缓慢地现缓慢地拉绳，在使小球拉绳，

9、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 ()本讲稿第十一页，共六十页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变小变小本讲稿第十二页，共六十页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、重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是原复性的共同特点，但每一个重复过程均不是原来情形的来情形的“绝对重复绝对重复”，也就是说重复中有变，也就是说重复中有变化，随

10、着物理过程的重复，某些物理量逐步发化，随着物理过程的重复，某些物理量逐步发生着生着“前后有联系的变化前后有联系的变化”.该类问题求解的基该类问题求解的基本思路为：本思路为：本讲稿第十三页，共六十页（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通项公）利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式式(是解题的关键是解题的关键)，最后分析整个物理过程，最后分析整个物理过程，应用数列特点和规律解决物理问题；应用数列特点和规律解决物理问题；（3 3）无穷数列的求和，一般是无穷递减等）无穷数列的求和，一般是无穷递减等比数列，有相应的公式可用比数列，有

11、相应的公式可用.本讲稿第十四页，共六十页【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，当高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到碰它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到碰前的前的7/97/9，不计每次碰撞时间，计算小球从开，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的物考生若不能通过对开始的几个重复的物理过程的正确分析，归纳出位移和时间变化的通理过程的正确分析，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，得出答案项公式，将导致无法对数列求和

12、，得出答案.本讲稿第十五页，共六十页【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与地相碰，小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的路程是：经过的路程是：L L （）2 2本讲稿第十六页，共六十页小球第二次与地相碰到第三次与地

13、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次与地次与地相碰经过的路程为相碰经过的路程为L Ln n：L Ln n（）2 2n n故整个过程总路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本讲稿第十七页，共六十页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

14、过时间：小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间：t t 小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的时间为：时间为：t t 同理可得：同理可得：t tn n（）n nt tt tt tt tt tn n=.本讲稿第十八页，共六十页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分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圆周均有应用，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径的确运动应用最多，其难点往往在圆心与半径的确定上。定上。本讲稿第十九页，共六十页(1)

15、(1)依据切线的性质定理确定：从已给的圆弧上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，过切点做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，圆心与切线的垂线，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(如果弦与直如果弦与直径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所成的径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项两条线段的比例中项)来确定半径：来确定半径：本讲稿第二十页，

16、共六十页由由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，常用于带电粒子在匀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强磁场中运动的习题中.本讲稿第二十一页，共六十页【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的平行金的平行金属板属板MN和和PQ之间的中线，离子枪距金属板水之间的中线，离子枪距金属板水平距离为平距离为d，整个装置处在磁感应强度为，整个装置处在磁感应强度为B的的方向向里的匀强磁场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

17、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?本讲稿第二十二页，共六十页答案：答案：本讲稿第二十三页，共六十页 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为题以能力立意，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定的切入点，

18、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，给出一定的条物理模型，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件，提出需要求的物理量的.而我们解题的过而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原并求出结程，就是将题目隐含的物理模型还原并求出结果的过程果的过程.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本讲稿第二十四页，共六十页（1 1）通过审题，摄取题目信息）通过审题，摄取题目信息.如：物理现象、如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.（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

19、是主要因素.本讲稿第二十五页，共六十页（3 3）寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概的相似、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，建立起新的物括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景理模型，将新情景 “难题难题”转化为常规命题转化为常规命题.（4 4）选择相关的物理规律求解）选择相关的物理规律求解.本讲稿第二十六页，共六十页【例【例5】如图所示如图所示,在光滑的水平面上静止着在光滑的水平面上静止着两小车两小车A和和B，在，在A车上固定着强磁铁，总质车上固定着强磁铁，总质量为量为

20、5 kg,B车上固定着一个闭合的螺线管车上固定着一个闭合的螺线管.B车车的总质量为的总质量为10 kg.现给现给B车一个水平向左的车一个水平向左的100 Ns瞬间冲量，若两车在运动过程中不发生直瞬间冲量，若两车在运动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？本讲稿第二十七页，共六十页【分析】【分析】以动量守恒定律、能的转化守恒定以动量守恒定律、能的转化守恒定律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、推理能力，等效类比、模型转换的知识迁移推理能力，等效类比、模型转换的知识迁移能力能力.通过类比等效的思维方法

21、将该碰撞等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）物理模型，是切效为子弹击木块（未穿出）物理模型，是切入的关键，也是考生思路受阻的障碍点入的关键，也是考生思路受阻的障碍点.由由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动，间相对运动，A、B两车之间就产生排斥力，两车之间就产生排斥力，以以A、B两车为研究对象，两车为研究对象，本讲稿第二十八页，共六十页它们所受合外力为零它们所受合外力为零.动量守恒，当动量守恒，当A、B车速车速度相等时，两车相互作用结束，据以上分析度相等时，两车相互作用结束，据以上分析可得：可得：I=mBvB=(mA+mB

22、)v,v=6.7 m/s从从B车运动到两车相对静止过程，系统减少的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，电能通过电阻发热，转化机械能转化成电能，电能通过电阻发热，转化为焦耳热为焦耳热.据能量转化与守恒：据能量转化与守恒：Q=mBvB2 (mA+mB)v2=166.7 J本讲稿第二十九页，共六十页【例【例6】在原子反应堆中抽动液态金属或在医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，由于不允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，常使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结用一种电磁泵，如图所示

23、为这种电磁泵的结构构.将导管放在磁场中，当电流通过导电液体将导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积如果导管中截面面积为为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？力造成的压强差为多少？本讲稿第三十页，共六十页【分析】【分析】考生惯于已知物理模型的传统命题的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，将液体类比为求解，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，无法使磁场中导体，建立起熟

24、知的物理模型，无法使问题切入问题切入.此题背景是电磁泵问题，它的原理此题背景是电磁泵问题，它的原理是，当电流流过液体时，液体即为载流导体，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，力的方向由左手在磁场中将受到安培力作用，力的方向由左手定则判定，所以液体将沿定则判定，所以液体将沿v v的方向流动的方向流动.液体通液体通电后可视为导体，从电磁场的原理图中可抽电后可视为导体，从电磁场的原理图中可抽象出如图所示的模型，既通电导体在磁场中象出如图所示的模型，既通电导体在磁场中受力模型受力模型.以载流导体为以载流导体为本讲稿第三十一页，共六十页研究对象，根据安培力公式，载流导体受到

25、的安研究对象，根据安培力公式，载流导体受到的安培力（即液体受力）为：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=本讲稿第三十二页，共六十页 等效法亦称等效法亦称“等效替代法等效替代法”，是科学研究，是科学研究中常用的思维方法之一中常用的思维方法之一.掌握等效方法及应用，掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，至关重要。高考命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思想、物理方法的考题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段，经常体现于高考命题中题的

26、有效手段，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本讲稿第三十三页，共六十页 等效方法是在保证某种效果（特性和关系）相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、复杂的物理问题和物理过同的前提下，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、易于研究的物理问题和程转化为等效的、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过程来研究和处理的方法.本讲稿第三十四页，共六十页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）分析原事物（需研究求解的物理问题）的本质）分析原事物（需研究求解的物理问题）的

27、本质特性和非本质特性特性和非本质特性.（2）寻找适当的替代物（熟悉的事物），以保留）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，得出）利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论结论.本讲稿第三十五页，共六十页【例【例7】（物理过程的等效）如图所示，已知回（物理过程的等效）如图所示，已知回旋加速器中，旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感应强度形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5 T

28、，盒的半径，盒的半径R=60 cm，两盒间隙，两盒间隙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.本讲稿第三十六页，共六十页 考生对考生对粒子运动过程缺乏分解和总体把握，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的时间，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，导致困难。陷入逐段分析求和的泥潭，导致困难。在间隙处电场中运动时间为在间隙处电场

29、中运动时间为tE，因每次时间，因每次时间不等（且次数又多，分段算将十分繁琐），可不等（且次数又多，分段算将十分繁琐），可将各段间隙等效将各段间隙等效“衔接衔接”起来，展开成一准直起来，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。的匀加速直线运动。本讲稿第三十七页，共六十页【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和内电和内电阻阻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调至多调至多大时，大时，R上获得的电功率最大，其最大值为

30、上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源多少？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？甲乙本讲稿第三十八页，共六十页 考查综合分析能力及运用已学知识灵活解决考查综合分析能力及运用已学知识灵活解决物理问题的能力。考生往往借助常规思路，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点，写出据闭合电路欧姆定律及直流电路特点，写出R的功率表达式，讨论求解，繁杂易错，思的功率表达式，讨论求解，繁杂易错，思维缺乏灵活性维缺乏灵活性.本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将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，左边部分可以看电路隔离成左、右两部分，左边

31、部分可以看作一个新的电源作一个新的电源.本讲稿第三十九页，共六十页对（甲）图电路来说，新电源的电动势为对（甲）图电路来说，新电源的电动势为E=E，而内电阻，而内电阻r=r+R0.简化成了由等效电源简化成了由等效电源（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.由电源由电源的输出功率（即外电路上的输出功率（即外电路上R获得的电功率）与获得的电功率）与外电阻外电阻R的关系求解的关系求解。本讲稿第四十页，共六十页【例【例9】如图所示，在水平正交的匀强电场和如图所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为匀强磁场中，半径为R的光滑绝缘竖直圆环的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，

32、已知小球所受上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电场力与重力相等，小球在环顶端电场力与重力相等，小球在环顶端A点由静点由静止释放，当小球运动的圆心角为多大时，所止释放，当小球运动的圆心角为多大时，所受磁场力最大？受磁场力最大？本讲稿第四十一页，共六十页 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，建背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态运动的物体、运动的某一

33、过程或某一状态.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 本讲稿第四十二页，共六十页 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，或借助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，来分析挖掘研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究对象在某些属性上的对称性特点.这是解题这是解题的关键环节的关键环节.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.本讲稿第四十三页，共六十页【例【例10】

34、（时间对称）一人在离地（时间对称）一人在离地H高度处，高度处，以相同的速率以相同的速率v0同时抛出两小球同时抛出两小球A和和B，A被被竖直上抛，竖直上抛，B被竖直下抛，两球落地时间差被竖直下抛，两球落地时间差为为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，试图寻考生陷于对两运动过程的分析，试图寻找两过程中速度、时间的关联关系求解，而不能找两过程中速度、时间的关联关系求解，而不能从宏观总体上据竖直上抛时间的对称性上切入从宏观总体上据竖直上抛时间的对称性上切入.本讲稿第四十四页，共六十页【解答】【解答】对于对于A的运动，当其上抛后再落回抛出的运动，当其上抛后再落回抛出点时，

35、由于速度对称，向下的速度仍为点时，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球完全相同，落地时球完全相同，落地时间亦相同，因此，间亦相同，因此，t就是就是A球在抛出点以上的运球在抛出点以上的运动时间，根据时间对称，可以求解。动时间，根据时间对称，可以求解。本讲稿第四十五页，共六十页【例【例11】（镜物对称）如图所示，设有两面垂（镜物对称）如图所示，设有两面垂直于地面的光滑墙直于地面的光滑墙A和和B，两墙水平距离为，两墙水平距离为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

36、球，设球与墙的，沿水平方向投出一小球，设球与墙的碰撞为弹碰撞为弹性碰撞，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）略空气阻力）本讲稿第四十六页，共六十页【分析】【分析】考生有可能陷于逐段分析求解的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效为泥潭，而不能依对称性将整个过程等效为一个平抛的过程，依水平位移切入求解一个平抛的过程，依水平位移切入求解.【解答】【解答】如图，设小球与墙壁碰撞前的速如图，设小球与墙壁碰撞前的速度为度为v，因为是弹性碰撞，所以在水平方向上，因为是弹性碰撞，所以在

37、水平方向上的原速率弹回，即的原速率弹回，即v=v；又墙壁光滑，；又墙壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，即所以在竖直方向上速率不变，即v=v，本讲稿第四十七页，共六十页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关于关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁时小球墙壁对称，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，以后的碰继续前进的轨迹关于墙壁对称，以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比作平面镜，把撞亦然，因此，可将墙壁比作平面镜，把小球的运动转换为统一的平抛运动处理，小球的运动转换为统一的平抛运动处理，本讲稿第四十八页，共六十页本讲稿第四十九页，共六十页 在物理变化的

38、过程中，常存在着某些不变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，在讨论一个物理变化过程的关系或不变的量，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系进行分析，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生前后存在着的不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，则成为研究这一变化的过变关系或不变的量，则成为研究这一变化的过程的中心和关键程的中心和关键.这就是物理学中最常用到的这就是物理学中最常用到的一种思维方法一种思维方法守恒法守恒法.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 本讲稿第五十页，共六十页 人们在认识客观世界的

39、过程中积累了大量经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验，总结出许多守恒定律.建立在守恒定律之建立在守恒定律之下的具体的解题方法下的具体的解题方法守恒法可分为：动量守恒法可分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，机械能守恒法，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等电荷守恒法及质量守恒法等.动量守恒和能量守动量守恒和能量守恒定律是物理学中普遍适用的定律，是物理教恒定律是物理学中普遍适用的定律，是物理教材的知识主干，也是历年高考各种题型正面考材的知识主干，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查或侧面渗透的重点，且常见于高考

40、压轴题中 。本讲稿第五十一页，共六十页 利用守恒定律（包括机械能守恒、能量守恒、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）分析解决物理动量守恒、电荷守恒、质量守恒）分析解决物理问题的基本思路一般为：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.分析相互作用的物体在该过程中所受力情况分析相互作用的物体在该过程中所受力情况及做功情况及做功情况.判定系统的机械能或动量是否守恒判定系统的机械能或动量是否守恒.本讲稿第五十二页，共六十页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，求解

41、正确选择守恒表达式，列出守恒方程，求解.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”“统一性统一性”.本讲稿第五十三页，共六十页【例【例12】已知氘核质量为已知氘核质量为2.0136 u，中子质量，中子质量为为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的核反应方程的核反应方程.（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作对作对心碰撞即可

42、发生上述核反应，且释放的核能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，则反应中生成的全部转化为机械能，则反应中生成的He核核和中子的动能各是多少？和中子的动能各是多少？本讲稿第五十四页，共六十页【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高处从高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部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分有竖直向上的匀强磁场B，水平部分导轨上，水平部分导轨上原来放有一金属杆原来放有一金属杆b.已知杆的质量为已知杆的质量为ma，且，且与与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：本讲稿第五十五页，共六十页（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，其余电阻不计，整个过程中余电阻不计，整个过程中a、b上产生的热量分上产生的热量分别是多少？别是多少？本讲稿第五十六页，共六十页【解答】【解答】本讲稿第五十七页，共六十页由由解得解得va=vb=本讲稿第五十八页，共六十页本讲稿第五十九页，共六十页谢谢 谢谢！本讲稿第六十页，共六十页