初中物理竞赛中常用解题方法

第 16 讲 初中物理竞赛中常用解题方法 一【知识梳理】 （1）等效法：把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理规 律、物理过程来研究和处理的思维方法叫做等效法。 （2）极端法：根据已知的条件，把复杂的问题假设为处于理想的 极端状态，站在极端的角度去分析考虑问题，从而迅速的做出正确的判 断的思维方法叫极端法。 （3）整体法：一种吧具有多个物体的变化过程组合为一个整体加 以研究的思维方法叫整体法。 （4）假设法：对于待求解的问题，在与原题所给的条件不违背的 前提下，人为的加上或减去某些条件，以使原题方便求解的思维方法叫 假设法。 （5）逆推法：运用逆向思维的将问题倒过来思考的思维方法叫做 逆推法。 （6）图像法：根据题意表达成物理图像，再将物理问题转化成一 个几何问题，通过几何知识求解的思维方法叫做图像法。 （7）对称法：根据对称性分析和处理问题的方法叫做对称法。 （8）赋值法：在探究中只选择个别有代表性的数值进行讨论，然 后再将讨论的结果推回到一般性问题上的思维方法叫赋值法。 （9）代数法：根据条件列出数学方程式，然后再利用方程式的一 些基本法则和运算方法求解方程的思维方法叫代数法。 二【例题解析】 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） 题型一：等效法 应用等效法研究问题时， 要注意并非指事物的各个方面效果都相同， 而是强调某一方面的效果。例如：力学中合力与分力是等效替代、运动 学中合运动与分运动的等效替代、电学中的电路是等效等。 例 1： 某空 心球，球体积为 V，球强的容积是球体积的一半，当它漂浮在水面上时， 有一半露出水面。如果在求腔内注满水，那么 （ ） A 球仍然漂浮在水面上，但露出水面的部分减少 B 球仍然漂浮在水面上，露出水面的部分仍为球体积的一半 C 球可以停留在水中任意深度的位置 D 球下沉 直至容器底 【解析】把空心球等效看成一个 1/2 的实心球和另一个不计重力的 体积为 1/2 的空气球。因为球在水中静止，且有 V/2 的体积在水中，固 可以看成 V/2 的实心球恰好悬浮，另一个 V/2 飞空气球则露出水面，如 图 16-1 所示，固将空气球注满水，再投入水中，将悬浮。整个大球悬 浮。 1 例 2： 有一水果店，所用的称是吊盘式杆秤，如图 16-2 所示，量程 为十千克。现在有一个超大的西瓜，超过此秤的量程。店员找到另一秤 砣，与此秤砣完全相同，把它和原秤砣接在一起作为秤砣经行称量。平 衡时，双秤砣位于 6.5 刻度处。他将此西瓜以 13 千克作为西瓜的质量 卖给顾客。店员乙对这种称量方法表示怀疑。为了检验，他取另一个西 瓜，用单秤砣正常称量得 8 千克，用双秤砣称量读数为 3 千克，乘以 2 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） 得 6 千克。这证明了店员甲 的办法是不可靠的。试问 ： 店员甲卖给顾客 的西瓜实际重量是多少？ 【解析】根据杠杆的平衡条件，动力*动力臂=阻力*阻力臂。由于 同一只西瓜质量一定， 在杠杆上的位置又一定， 所以力乘以力臂是定值。 秤砣无论是单还是双的，力乘以力臂必须是一个定值。为此我们进行这 样的等效：1、根据题意画出杠杆的示意图 16-3； 2、将双秤砣挂在刻 度 3 的位置，将单秤砣挂在刻度八的位置，此刻是真实值。为了使力乘 以力臂的值总和不变，另一个必须挂在支点上，这样就正常称量一致。 这是因为一个单秤砣从 3 的刻度移至 8 的刻度，力臂增加了五格，为了 使杠杆平衡另一只秤砣必须减少 5 格才能等效。 这里看出 0 刻度到支点 的距离相当于 2 格。3、当双秤砣在 6.5 千克的位置时，离开支点共计 6.5+2=8.5 格。这就说，使用单秤砣时必须向右移动 8.5 格才能再次平 衡。这个刻度位置就是西瓜的真实质量 15 千克。 【跟踪训练】 【训练 1】如图 16-4 所示是一种水闸，闸门的底部与铰轴 O 相连， 厚度不计的闸门高为 H、宽度为 a。AB 一根质量不计的杆，A 端通过铰 链与闸门相连，B 端通过铰链与地面相连。杆 AB 与地面成 60 度角， A 端距离地面高 h。已知水的密度为 p，试求 AB 对闸门的作用力。 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） 【答案】闸门受到水的压强为 p=1/2gH，闸门受到水的压力为 F=pS=1/2gHaH=gaH2/2设杆对闸门的压力为 F 杆，闸门左右两 边所受压力相同，将闸门看做以 O 为支点的杠杆，根据杠杆的平衡条件 得 F 杆Hcos60=gaH2/2H/3， 化简得 F 杆=gaH2/3 答 ： 杆 AB 对闸门的作用力为 gaH2/3 题型二：极端法 合理应用极端法解题的关键在于：要能够透过题目抓住促成问题 的变化的内在原因，创造性的发现问题背后隐含的极限，最终迅速、便 捷的解题。 2)，此时液体对容器底部的压强为 PA，若将容器倒置，液体对容器 底部压强为 PB；试比较 PA、PB 的大小，正确的是 （ ）例 3：密封的 圆台形容器如图 16-5 所示，装满不能混合的两种液体，他们的密度分 别为 1,2(1 A PBPB 【解析】将 B PA =PB C PAPB C。 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） D 无法确定 1 视为空气，则容器倒置后液体深度变深，压强变大。 固选 例 4： 如图 16-6 所示一质量不计的等臂杠杆，杠杆的左右两侧分别 挂一只实心的铁球和铜球，在空气处于平衡状态，如将两金属球浸没在 煤油中，则下列说法中正确的是 （ ） A、杠杆保持平衡 B、杠杆做顺时针转动 C、杠杆做逆时针转动 D、无法确定 【解析】将煤油视为铁水，根据沉浮条件挂贴球的一侧处于悬浮状 态，受到的拉力为零；挂铜球的一侧拉力大于零，杠杆失去平衡，铜球 一侧下降。选 B。 【跟踪训练】 【训练 2】如图 16-7 所示，木块 A 上放四个 100 克的钩码，绳子的 另一端所挂钩码与小车上的钩码完全相 同，此时木块在桌面上水平向右匀速直线运动。若在 A、B 出各拿 走一个钩码，木块将 （ ） A、仍保持匀速直线运动 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） B、速度逐渐减小 C、速度逐渐减大 D、无法确定 【答案】B 题型三：整体法 整体法是从整体或全过程把涉及的几个物体、过程、未知量等当做 一个整体来处理。它是一种把具有 多个物体的变化过程组合作为一个整体加以研究的整体思维形式， 把物理问题变繁为简、变难为易。 例 5：两只灯泡 A、B 额定电压都是 110V，A 的额定功率为 60W，B 的额定功率为 100W，为了把他们接 在 220V 的电路上都能正常发光，并要电路中消耗的功率最小，应 采用如图 16-8 所示的哪种方法 （ ） 【答案】B 题型三：整体法 整体法是从整体或全过程把涉及的几个物体、过程、未知量等当做 一个整体来处理。它是一种把具有 资料下载来源：初中物理竞赛资料群：939389894，黄冈中学资料共享群：761889459， 要进“5000G网课视频共享群”的到QQ：763491846的空间日志查看（另有全部学科的300个资料群） 多个物体的变化过程组合作为一个整体加以研究的整体思维形式， 把物理问题变繁为简、变难为易。 例 5：两只灯泡 A、B 额定电压都是 110V，A 的额定功率为 60W，B 的额定功率为 100W，为了把他们接 在 220V 的电路上都能正常发光，并要电路中消耗的功率最小，应 采用如图 16-8 所示的哪种方法 （ ） 【解析】从整体分析可知 P=UI，当总电压一定时，要使电路中的功 率最小，则总流最小。有以上条件可知 IB,所以 I 总最小值是 I 总=IB。分析以上电路可知 C 符合要求。 IB,IAIA 和 I 总由已知条件可知 I 总 例 6：塔式起重机的结构图如图 16-9 所示