解答物理习题的辅助手段图示.doc

解答物理习题的辅助手段图示物理图形能够把抽象复杂的物理过程、现象、规律具体地表示出来，它简单明了，启发思维，使学生能够全面而动态地把握物理过程，抓住问题关键。在教学中，注意培养学生把物理问题转译为一定形式的图形的能力，对提高学生解答物理问题的准确性及速度能起到立竿见影的效果。利用图形把物理量转化为直观的几何量能够快速地对问题进行定性分析或定量计算例题1：不可伸长的轻质细线AO和BO下端系一物体P，细线长AOBO，A、B两个端点在同一水平线上，开始时两细线刚好绷直，如图1所示。细线AO和BO的拉力设为FA和FB。保持端点A、B在同一水平线上，使A、B逐渐远离的过程中，关于细线的拉力FA和FB的大小随A、B间距离变化的情况是：（ ）OPA BA、 FA随距离增大而一直增大；B、 FA随距离增大而一直减小；图1C、 FB随距离增大而一直增大；D、 FB随距离增大而一直减小；图2解析：这是一个平衡问题。（如图2所示）以O点为研究对象，受到沿OB方向的FB，沿OA方向的FA，沿OP方向FP（其大小恒等于物体P的重力mg）三个力作用。A、B远离过程中，由共点作用下物体平衡条件，可以确定FA和FB的合力F与FP等大反向。B、A远离时，可以假定A点不动，而B点向左移动。O点是在以A点为圆心，OA线段长为半径的圆周上运动。由FA、FB、F构成一个矢量三角形，如何确定FB的方向是本题关键之二，在O点沿圆周移动时，根据OB线段长度不变，从而确定FB的方向。由图可看出，O点沿圆周左移时，FA和F所夹的角（小于900）逐渐增大，FB一直增大，FB与F所夹的角由00逐渐增大（小于900），FA由刚开始等于F变为小于F然后又变为大于F，故FA在随AB间距离变大过程中既不是一直增大，也不是一直减小。正确选项 （A）。 【关键：确定FA和FB的方向，画草图要尽量规范，O点在左移时，OB长度不变，对不习惯用刻度尺和圆规画图的学生而言解答该题肯定有很大的难度】例2：（2003年全国高考理科综合）如图3所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=600。两小球的质量比m2/m1为：A、 B、 C、 D、简析：对m1研究，作受力图示（如图4），根据平衡条件易得： 选A画图有助于建立物理图景，认清物理过程，利用图的数学性质最容易弄清题目中各物理量及其关系。例题3：如图5，L1、L2为两平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上。带电粒子从A点以初速度V与L2成300角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法正确的是：A、 带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同；图5B、 若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），它仍能经过B点；C、 若将带电粒子在A点时初速度的方向改为与L2成600角斜向上，它就不一定经过B点；D、 此粒子一定带正电荷；解析：建立图景，分析带电粒子运动过程（假设粒子带正电）1、粒子恰能过B点的条件粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，半径为。设粒子由C点进入上部匀强磁场，从D点飞出；由E点进入下部匀强磁场，正好经过B点射出，且E点在A点的右方。画过程示意图如图6所示。图6由图容易证明：COD=600，OCD为等边三角形，CD=r连接BC，ABC为等腰三角形，底角为300，则B点应满足条件为：式以上讨论的是粒子经过一圈到达B点的情况。粒子也可经过n圈再到达B点，这时可把图4中第一圈结束时的B点作为新的出发点，依次类推，易得： 说明：由于L1、L2的间距d的不确定性，粒子飞入下部磁场的E点相对于射出A的位置会有三种不同情形：图7（1） E点在A点的右侧（图6），对应于d较大时；（2） E点与A点重合，对应于d较小时；（3） E点在A点的左侧（图7），对应于d更小时；由图7易得：不论在何种情形下，粒子恰能过B点的条件为：2、粒子的速度增大而方向不变时，能否经过B点由式AB两点间距仅与粒子在A点射出时的角度、间距d有关，与速率无关，所以速率变化时AB不变，即粒子仍可经过B点。3、入射角变为600时，粒子能否经过B点由可知，当d一定，角增大时，ctg减小，距离AB减小，当时，粒子仍能过B点，但粒旋转的圈数是原来的k倍。显然入射角增大到600时，粒子仍经过B点。4、粒子带负电荷的情形若粒子带负电荷，粒子的运动轨迹如图8所示。由此图仍可证明于是下述结论仍然成立：（1） 粒子速度大小变化而方向不变时，仍可经过B点；（2） 粒子速度大小不变而方向变为600时粒子仍可经过B点；图8综上所述，本题答案为A、B。【本题物理情景富有变化，能够借助图6分析粒子恰能过B点的条件是解答本题的关键】物理图象具有直观、简明的特点，运用图象图示物理量变化特点进行定性分析和定量计算，具体清晰例4、光滑圆轨道竖直放置不动如图9所示，A、B是水平直径上两个端点。小球以相同的初速率沿ACB和ADB运动到B点，比较两种情况用时长短？解析：由A到B的运动过程中，小球（与地球构成的系统）机械能守恒，小球沿ACB运动，速度先减小后增大；沿ADB运动，速度先增大后减小，到达B点时，速率均与初速率相等。此过程中小球经过的路程相等