高中二年级物理专题06物理思想与物理方法上随堂讲义.

1、专题六 物理思想与物理方法 一、隔离分析法与整体分析法 隔离分析法是把选定的研究对象从所在物理情境中抽取出来 ，加以研究分析的一种方法.需要用隔离法分析的问题，往往都 有几个研究对象，应对它们逐一隔离分析、列式.并且还要找出 这些隔离体之间的联系，从而联立求解.概括其要领就是：先隔 离分析，后联立求解. 1.隔离法. 【例1】如图6-1所示，跨过滑轮细绳的两 端分别系有m1=1kg、m2=2kg的物体A和B.滑 轮质量m=0.2kg，不计绳与滑轮的摩擦， 要使B静止在地面上，则向上的拉力F不能 超过多大? 图6-1 专题六 物理思想与物理方法 专题六 物理思想与物理方法 【解析】(1)先以B为

2、研究对象，当B即将离开地面时，地面对它的 支持力为0.它只受到重力mBg和绳子的拉力T的作用，且有：T- mBg=0. (2)再以A为研究对象，在B即将离地时，A受到重力和拉力的 作用，由于T=mBgmAg，所示A将加速上升.有T-mAg=mAaA. 专题六 物理思想与物理方法 (3)最后以滑轮为研究对象，此时滑轮受到四个力作用：重 力、拉力、两边绳子的两个拉力T.有F-mg-2T=ma. 这里需要注意的是：在A上升距离s时，滑轮只上升了s/2， 故A的加速度为滑轮加速度的2倍，即： aA=2a. 由以上四式联立求解得：F=43N. 专题六 物理思想与物理方法 2.整体分析法. 整体分析法是把

3、一个物体系统(内含几个物体)看成一个整 体，或者是着眼于物体运动的全过程，而不考虑各阶段不同运 动情况的一种分析方法. 专题六 物理思想与物理方法 【例2】如图6-2所示，质量0.5kg、长1.2m的金属盒，放在水平桌面上 ，它与桌面间动摩擦因数=0.125.在盒内右端放着质量也是0.5kg、 半径0.1m的弹性小球，球与盒接触光滑.若在盒的左端给盒以水平向右 1.5Ns的冲量，设盒在运动中与球碰撞的时间极短，且无能量损失.求 ：盒从开始运动到完全停止所通过的路程是多少?(g取10m/s) 图6-2 专题六 物理思想与物理方法 【解析】此题中盒与球交替做不同形式的运动，若用隔离法分段求 解，将

4、非常复杂.我们可以把盒和球交替运动的过程看成是在地面摩 擦力作用下系统动能损耗的整体过程. 这个系统运动刚开始所具有的动能即为盒的动能 mv02/2=p2/2m=1.52/(20.5)=2.25J 整体在运动中受到的摩擦力： f=N=2mg=100.125=1.25N 根据动能定理，可得-fs=0-mv02/2 , s=1.8m 专题六 物理思想与物理方法 【解题回顾】不少同学分析完球与盒相互作用和运动过程后，用隔离 法分段求解.先判断盒与球能否相撞，碰撞后交换速度，再求盒第二次 运动的路程，再把各段路程相加.对有限次碰撞尚能理解，但如果起初 的初动能很大，将会发生多次碰撞，遇到这种情况时，同

5、学们会想到 整体法吗? 专题六 物理思想与物理方法 二、极值法与端值法 极值问题是中学物理中常见的一类问题.在物理状态发生变 化的过程中，某一个物理量的变化函数可能不是单调的，它可 能有最大值或最小值.分析极值问题的思路有两种：一种是把物 理问题转化为数学问题，纯粹从数学角度去讨论或求解某一个 物理函数的极值.它采用的方法也是代数、三角、几何等数学方 法；另一种是根据物体在状态变化过程中受到的物理规律的约 束、限制来求极值.它采用的方法是物理分析法. 专题六 物理思想与物理方法 【例3】如图6-3所示，一辆有四分之一圆弧的小车停在不光滑的 水平地面上，质量为m的小球从静止开始由车的顶端无摩擦滑

6、下， 且小车始终保持静止状态.试分析：当小球运动到什么位置时，地 面对小车的静摩擦力最大?最大值为多少? 图6-3 专题六 物理思想与物理方法 【解析】设圆弧半径为R，当小球运动到重力与半径夹角为时，速 度为v.根据机械能守恒定律和牛顿第二定律有:mv2/2=mgRcos N-mgcos=mv2/R 解得小球对小车的压力为:N=3mgcos 其水平分量为Nx=3mgcossin=3mgsin2/2 根据平衡条件，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为： f=Nx=3mgsin2/2 可以看出：当sin2=1,即=45时地面对车的静摩擦力最大， 其值为fmax=3mg/2 专题六 物理思想与物理方

7、法 【例4】如图6-4，娱乐场空中列车由许多节完全相同的车厢组成， 列车先沿水平轨道行驶，然后滑上半径为R的空中圆环形光滑轨道. 若列车全长为L(L2R)，R远大于一节车厢的长度和高度，那么列 车在运行到圆环前的速度v0至少多大，才能使整个列车安全通过圆 环轨道? 图6-4 专题六 物理思想与物理方法 【解析】滑上轨道前列车速度的最小值v0与轨道最高处车厢应具 有的速度的最小值v相对应.这里v代表车厢恰能滑到最高处，且 对轨道无弹力的临界状态.由: mg=mv2/R 得:v= Rg 专题六 物理思想与物理方法 因轨道光滑，根据机械能守恒定律，列车在滑上轨道前的动 能应等于列车都能安全通过轨道时应具有的动能和势能.因各节车 厢在一起，故它们布满轨道时的速度都相等，且至少为 .另外 列车势能还增加了Mgh，其中M为布满在轨道上车厢的质量， M=M