2023年物理解题方法与技巧.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 高考总复习专题 物理解题方法与技巧 要学好物理，离不开解题中学物理解题中，涉及到多种解题方法，如：隔离法、整体法、等效法、假设法、图象法、对称法、类比法、极限法、割补法、微元法等等在高考复习中，要重视解题过程的思维方法训练，使知识和能力实现新的飞跃 一、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 如果把所涉及到的多个物体、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

2、【思考题 1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如图所示已知m1m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块 （）A有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D没有摩擦力的作用 【分析与解答】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选 D【点评】本题若以三角形木块a为研究对象，分析b和c对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了 【同类变式题 1】如图所示，在粗糙水平地面上放一个三角形木块a，若物块b在a的

3、斜面上匀速下滑，则 （）Aa保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势 Ba保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势 Ca保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势 D因未给出所需的数据，故无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断【答案】A 学习必备 欢迎下载【同类变式题 2】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的摩擦力方向没有改变 C地面对物体M的支持力总小于(Mm)g D物块m上、下滑动时的加速度大小相同【答案

4、】BC 【思考题 2】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)【分析与解答】铅球在前一段作自由落体运动，后一段作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=（1.8+0.2）4100.2=400N【点评】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 【思考题 3】一个质量为m、带有电荷

5、为q的小物体可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox正方向，如图所示 今小物体以初速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦阻力f作用，且f f，故小物体在任何一个x0 的位置，其受力均不可能平衡，则小物体最后静止只可能是靠在墙上即位于x0 处从能量的转化和守恒关系看，其损失的动能和电势能都是由于小物体在运动中克服摩擦阻力做功而转化成了内能，这一关系为 qEx0fs 02021mv 解得小物体停止运动前所通过的总路程 sfmvqEx22200【点评】小物体在电场力qE和摩擦力f两力作用下的运动是匀变速运动，若根据匀变速运动的

6、规律，求小物体无限多次地与墙壁相碰的往返路程，按无穷递缩等比数列求和的方法求解，同样可以得到上述答案，但过程要复杂得多 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载【思考题 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?【分析与解答】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（mm）a 得

7、 aF 取 B 为研究对象，其水平方向只受 A 的作用力 F1，根据牛顿第二定律知:1a 故 A 对 B 的作用力1【点评】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。二、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

8、、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等等.【思考题 5】如图所示，AB为一光滑球面，O为球心，C为球面的最低点，小球 1 自偏离C点少许的位置A由静止开始沿球面滑向最低点C点，同时有另一小球 2 自球心O处由静止开始自由下落，问谁先到达最低点 C点【提示】从等效物理模型角度分析【分析与解答】小球 1 沿球面滑动中，仅受到球面对它的弹力(总指向球心)和重力作用，与一个摆长为R的单摆的摆球运动情况相同，则小球 1 自出发到到达最低点C所用的时间为对应单摆周期的41，即 t 141T412gRgR2，小球 2 做自由落体运动，其到达最低点C所需的时间为 t2gR2 比较以上两式可见t

9、1t2，即小球 2 先到达最低点C 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载【思考题 6】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所示。珠子所受静 电力是其重力的43倍将珠子从环上最低位置A点静止释放则珠子所 能获得的最大动能Ek？【提示】从等效场的角度分析【分析与解答】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F=45

10、mg，方向与重力夹角54arccos 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 EkmFr(1 cos)45mgr(1 54)4mgr 故小珠运动到B点时有最大动能 4mgrEK 【思考题 7】如图所示，金属杆a从高为h处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下的匀强磁场B，水平部分导轨上原来放有一长L的金属杆b 已知a杆的质ma，且与b杆的质量之比ma：mb=3：4 水平导轨足够长两棒始终没有相碰，不计摩擦求：（1）a和b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？【提示

11、】从等效物理过程的角度分析 【分析与解答】（1）a下滑h过程中机械能守恒：2021mvmgh a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a减速，b加速，经一段时间，a、b达到共同速度v，感应电流为零，安培力为零，共同速度v即为a、b的最终速度，过程中a、b系统所受合外力为零，由动量守恒得：vmmmv)34(0 ，由解得最终速度 ghv273 （2）由能量守恒知，回路中产生的电能等于a、b 系统机械能的损失，方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地

12、面对于三角学习必备 欢迎下载 所以，回路释放的电能 mghvmmmghE74)34(212 三、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 【思考题 8】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

13、B方向沿斜面向上 C大小等于 1mgcos D大小等于 2mgcos 【答案】B、C 四、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。【思考题9】两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，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，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为:(A)s (B)2s (C)3s (D)4s 【分析与解答】依题意可作出两车的 V-t

14、图如图所示，从图中可以看出两车在匀速行驶时保持的距离至少应为 2s，即 B选项正确。t V V0 O S S S 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载【思考题10】一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面 AB，右侧面是曲面 AC，如图所示。已知 AB和 AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间：A。p小球先到 B。q小球先到 C。两小球同时到 D。无法确定 【分析

15、与解答】可以利用v-t图象(这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s)定性地进行比较。在同一个v-t图象中做出p、q的速率图线，如图所示。显然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显然q用的时间较少。五、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等等物理解题中会用到对称性的思考方法 【思考题 11】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（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多

16、远？射出的时间差是多少？【分析与解答】正负电子的半径和周期是相同的只是偏转方向相反先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形所以两个射出点相距 2r，由图还看出经历时间相差 5T/6 T/6 2T/3 【答案】射出点相距Bemvs2，时间差为Bqmt34【点评】关键是找圆心、找半径和运用用对称性 p q A B C q v t o p q v tq tp M N B O v 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备

17、欢迎下载 六、极限思维法（外推法、特殊值检验法）极限思维法指将一般条件下得出的物理规律和结论，外推到极限值（最大值、最小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值）下进行分析、讨论、推理和检验的方法【思考题 12】如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一质量为m的物体，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l今向下拉盘使弹簧再伸长 l后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度之内，则刚松手时盘对物体的支持力等于 （）A(1 ll)mg B(1 ll)(mm0)g Cllmg Dll(mm0)g 【分析与解答】假设题给条件中 l0，其意义是没有将盘往下拉，则松手放开，弹簧的

18、长度不会变化，盘仍静止，盘对物体的支持力大小应为mg 以 l0 代入四个备选答案中，只有答案A能得到mg，可见只有答案A正确，故本题应选答案A【点评】本题的解法实际上是假想一个特例来对答案进行检验而得出结论这里，如不进行这样的假设则需根据胡克定律和牛顿定律列方程求解，较之极限分析法则繁难多了 极限分析法又称之为“特殊值检验法”，是解选择题时常用的方法之一 【例题 1】一辆汽车拉着一辆拖车在平直公路上行驶，汽车的牵引力是F8970 N，汽车和拖车的质量分别是ml5000 kg 和m22500 kg，所受的阻力分别是fl980N和f2490 N，求它们的加速度和汽车之间的拉力？【分析与解答】先将汽

19、车和拖车作为整体，受力情况如图(a）所示：取汽车前进方向为正方向，根据牛顿第二定律得：F一fl一f2（mlm2）a a（F一f1一f2）（mlm2）（8970 一 980 一 490）（50002500)1.0(m/s2）再将汽车和拖车隔离开来分析 汽车受牵引力F、阻力fl和拖车对它的拉力T，如图（b)所示 根据牛顿第二定律分别对汽车和拖车列出方程 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载 汽车F一T一flml a 拖车T一f2m2

20、a T和T是一对作用力和反作用力，大小相等所以对拖车可以写成：Tf2m2a 把a的数值代入 解得Tf2m2a4902500 1 2900（N)把联立求解，也可以分别解出T和a 【例题 2】如图所示，质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平地面上的木块木块长L，质量为M，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为EK若木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍穿过，则（）AM不变、m变小，则木块获得的动能一定变大 BM不变、m变小，则木块获得的动能可能变大 Cm不变、M变小，则木块获得的动能一定变大 Dm不变、M变小，则木块获得的动能可能变大 【答案】AC 【例题 3】如图所示，A、B

21、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 uA 板的电势为零，B板的电势的随时间的变化规律为：0 到2T时间内，UBU0（正的常数）在2T到 T 的时间内，UBU0；在 T到23T的时间内 UBU0；在23T到 2 T 的时间内，UBU0；。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 t 8T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 C若电子是在 t 83T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

22、电子是在 t 2T时刻进入的，它可能时而向 B板、时而向 A板运动 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载【分析与解答】依题意，作出 B 板相对于 A板的电势随时间变化的图像（如图所示）。若电子在 t 0 时刻进入板间，如图（甲）所示。电子在 t 8T时刻、t 83T时刻、t 2T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

23、 B板运动，“负面积”代表电子向 A板运动（甲）图中“面积”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【答案】AB 【例题 4】在光滑水平面上有两个半径都是r的小球A和B，其质量分别是m和 2m，当两球心的距离大于l(l2r)时，两球之间无相互作用力当两球心的距离等于或小于l时，两球间有相互作用的恒定斥力F设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动，如图所示，欲使两球不发生接触，则v0应满足何条件?【

24、分析与解答】以SA和SB表示力F开始作用后A球和B球的位移，设A以某一速度v0开始运动，两球通过相互作用最后刚好能够相接触，并以v表示其刚好相接触时两者的速度，则由动量守恒定律有mAv0(mAmB)v，又由动能定理，对于A和B应分别有 FSA21mAv221mAv02，FSB21mBv2，由前设两球刚好接触的条件应有 SA(l2r)SB，由上四式联立可解得 方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载 v 0 mrlF)2(3 以上所得

25、的v0对应于两球刚好能接触这一临界情况，显然，为使两球不相接触，则v0应满足的条件是v0v0，即v0mrlF)2(3 解法二：如图，在vt图中两条直线分别表示A，B两球速度随时间的变化规律，当两球速度相同时，A相对于B运动的距离即为OPv0的面积 由于vAv0tmF，vBtmF2，当vAvB时，可得OPv0的面积 FmvtvS32200 代入 A、B不接触的条件、Sl2r得v0mrlF)2(3 【例题 5】（2000 年高考）如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0 在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，

26、磁感强度的大小为B，在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场一质量为m、带电量为q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初 速 为零如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）【分析与解答】依题意，带正电的粒子在两圆筒之间电场中受沿半径向外的电场力作用，从S出发加速飞向狭缝a并沿径向进入到磁场区域在磁场区域受到洛仑兹力的作用，沿逆时针方向偏转 显然，只有当粒子恰沿径向穿越狭缝d进入电场，在电场中减速、加速，然后再从d射出，按图所示的路径，以同样的方式，经过狭缝c、b、a，才能回到出发点S 设粒子射入磁场区的

27、速度为v，根据能量守恒，有 221mvqU 1 设粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动的半径为 R，由洛仑兹力公式和牛顿定律得 RvmqvB2 2 由上面分析可知，要回到S点，粒子从a到b必经过43圆周，所以半方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角学习必备 欢迎下载 径R必定等于筒的外半径0r，即0rR 3 由以上各式解得两极板之间的电压为 mBqrU2220 4 请思考：如果外筒上均匀分布的狭缝不是 4 条，而是 3 条、5 条、6 条以至n条（n为大于 2 的整数），情况又怎样呢？粒子能重返出发点吗？（能只要满足轨道半径ntgrRn0这一条件，调节 U为适当的值，粒子能回到出发点，请读者自行推证）方法训练使知识和能力实现新的飞跃一整体法和隔离法物理习题中所涉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为和的两个木块和如图所示已知三木块均处于静止则粗糙地面对于三角