解答物理问题的常用方法

1、思想方法点拨思想方法点拨 解答物理问题的常用方法解答物理问题的常用方法 1.所谓隔离法，就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、所谓隔离法，就是将物理问题的某些研究对象或某些过程、 状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法隔离法状态从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法隔离法 的两种类型：的两种类型： (1)对象隔离：即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间对象隔离：即为寻求与某物体有关的所求量与已知量之间 的关系，将某物体从系统中隔离出来的关系，将某物体从系统中隔离出来 (2)过程隔离：物体往往参与几个运动过程，为求解涉及某过程隔离：物体往往参与几个运动过程，为求解涉及某 个过程中的物理量

2、，就必须将这个过程从全过程中隔离出个过程中的物理量，就必须将这个过程从全过程中隔离出 来来 2所谓整体法，是指对物理问题的整个系统或过程进行研究所谓整体法，是指对物理问题的整个系统或过程进行研究 的方法也包括两种情况：的方法也包括两种情况： (1)整体研究物体体系：当所求的物理量不涉及系统中某个物体整体研究物体体系：当所求的物理量不涉及系统中某个物体 的力和运动时常用的力和运动时常用 (2)整体研究运动全过程：当所求的物理量只涉及运动的全过程整体研究运动全过程：当所求的物理量只涉及运动的全过程 时常用时常用 此方法多用于与受力、运动有关的问题此方法多用于与受力、运动有关的问题 例例1如图如图1

3、1所示，两个完全相同的球，所示，两个完全相同的球， 重力大小均为重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩，两球与水平地面间的动摩 擦因数均为擦因数均为，一根轻绳两端固定在两个球，一根轻绳两端固定在两个球 上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力， 当绳被拉直后，两绳间的夹角为当绳被拉直后，两绳间的夹角为.问当问当F至少为多大时，两球至少为多大时，两球 会发生滑动？会发生滑动？ 等效法是物理学中一个基本的思维方法，其实质是在等效法是物理学中一个基本的思维方法，其实质是在 效果相同的条件下，将复杂的情景或过程变换为简单的情景效果相同的条件下，将复杂的情景或过程变换为

4、简单的情景 或过程或过程 1力的等效：合力与分力具有等效性，将物体所受的多个力的等效：合力与分力具有等效性，将物体所受的多个 恒力等效为一个力，就把复杂的物理模型转化为相对简恒力等效为一个力，就把复杂的物理模型转化为相对简 单的物理模型，大大降低解题难度单的物理模型，大大降低解题难度 2电路等效：在元件确定的情况下，线路连接千变万化，电路等效：在元件确定的情况下，线路连接千变万化， 有些电路元件的连接方式并非一目了然，这就需要画等有些电路元件的连接方式并非一目了然，这就需要画等 效电路图效电路图 3物理过程的等效：若一个研究对象从同一初始状态出发，物理过程的等效：若一个研究对象从同一初始状态出

5、发， 分别经过两个不同过程而最后得到的结束状态相同，这分别经过两个不同过程而最后得到的结束状态相同，这 两个过程是等效的两个过程是等效的 描述某一过程的物理量在变化过程中，由于受到物理规描述某一过程的物理量在变化过程中，由于受到物理规 律或条件的制约，其取值往往只能在一定范围内才能符合物律或条件的制约，其取值往往只能在一定范围内才能符合物 理问题的实际，而在这一范围内该物理量可能有最大值、最理问题的实际，而在这一范围内该物理量可能有最大值、最 小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值小值或是确定其范围的边界值等一些特殊值 极值问题求解方法有以下几种：极值问题求解方法有以下几种： 1算术算术几何平

6、均数法，即几何平均数法，即 (1)如果两变数之和为一定值，则当这两个数相等时，它们如果两变数之和为一定值，则当这两个数相等时，它们 的乘积取极大值的乘积取极大值 (2)如果两变数的积为一定值，则当这两个数相等时，它们如果两变数的积为一定值，则当这两个数相等时，它们 的和取极小值的和取极小值 例例3如图如图13所示，光滑水平面右所示，光滑水平面右 端端B处连接一个竖直的半径为处连接一个竖直的半径为R的光滑的光滑 半圆轨道，半圆轨道，B点为水平面与轨道的切点为水平面与轨道的切 点，在离点，在离B处距离为处距离为x的的A点，用水平点，用水平 恒力恒力F(大小未知大小未知)将质量为将质量为m的小球从的

7、小球从 静止开始推到静止开始推到B处后撤去恒力，小球沿半圆轨道运动到处后撤去恒力，小球沿半圆轨道运动到C处后处后 又正好落回又正好落回A点求：点求： (1)推力推力F对小球所做的功；对小球所做的功； (2)x取何值时，完成上述运动推力所做的功最少？最少的功取何值时，完成上述运动推力所做的功最少？最少的功 为多少？为多少？ (3)x取何值时，完成上述运动推力最小？最小推力为多少？取何值时，完成上述运动推力最小？最小推力为多少？ 极限思维方法是一种比较直观、简捷的科学方法在物理极限思维方法是一种比较直观、简捷的科学方法在物理 学的研究中，常用它来解决某些不能直接验证的实验和规学的研究中，常用它来解

8、决某些不能直接验证的实验和规 律例如伽利略在研究从斜面上滚下的小球运动时，将第二个律例如伽利略在研究从斜面上滚下的小球运动时，将第二个 斜面外推到极限斜面外推到极限水平面；开尔文把查理定律外推到压强为水平面；开尔文把查理定律外推到压强为 零这一极限值而引入了热力学温标零这一极限值而引入了热力学温标 在物理习题中，有些题涉及的物理过程往往比较复杂，而在物理习题中，有些题涉及的物理过程往往比较复杂，而 这个较为复杂的物理过程又隶属于一个更大范围的物理全过程，这个较为复杂的物理过程又隶属于一个更大范围的物理全过程， 需把这个复杂的物理全过程分解成几个小过程，而这些小过程需把这个复杂的物理全过程分解成

9、几个小过程，而这些小过程 的变化是单一的，那么，采用极限思维方法选取全过程的两个的变化是单一的，那么，采用极限思维方法选取全过程的两个 端点及中间的奇变点来进行分析，其结果包含了所要讨论的物端点及中间的奇变点来进行分析，其结果包含了所要讨论的物 理过程，从而使求解过程简单、直观理过程，从而使求解过程简单、直观 例例4如图如图14所示，一根轻弹簧上端固定，下所示，一根轻弹簧上端固定，下 端挂一个质量为端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一质量为的平盘，盘中有一质量为m的的 物体，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸物体，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸 长了长了l.今向下拉盘使弹簧再伸长今向下拉

10、盘使弹簧再伸长l后停止，然后松后停止，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时盘对物体的支持力等于 解析解析假设题给条件中假设题给条件中l0，其意义是没有将盘往下拉，其意义是没有将盘往下拉， 则松手放开，弹簧的长度不会变化，盘仍静止，盘对物体则松手放开，弹簧的长度不会变化，盘仍静止，盘对物体 的支持力大小应为的支持力大小应为mg. 将将l0代入四个备选答案中，只有答案代入四个备选答案中，只有答案A能得到能得到mg，可见，可见 只有答案只有答案A正确，故本题应选正确，故本题应选A. 答案答案A 描述各物理现象的各物理量

11、间都存在一定的数量关系，描述各物理现象的各物理量间都存在一定的数量关系， 作出表示物理量之间的函数关系的图线，然后再利用图线的作出表示物理量之间的函数关系的图线，然后再利用图线的 交点的坐标、图线的斜率、截距、图线与坐标轴所围几何图交点的坐标、图线的斜率、截距、图线与坐标轴所围几何图 形的面积等对问题进行分析、推理、判断或计算形的面积等对问题进行分析、推理、判断或计算 例例5如图如图15所示，电源所示，电源E12.0 V， 内电阻内电阻r0.6 ，滑动变阻器与定值电，滑动变阻器与定值电 阻阻R0(R02.4 )串联，当滑动变阻器的串联，当滑动变阻器的 滑片滑片P滑到适当位置时，滑动变阻器的滑到

12、适当位置时，滑动变阻器的 发热功率为发热功率为9.0 W，求这时滑动变阻器，求这时滑动变阻器aP部分的阻值部分的阻值Rx. 图图15 解析解析由闭合电路欧姆定律作由闭合电路欧姆定律作aP两端两端 的的UaPI图象，因图上任意一点的图象，因图上任意一点的UaP与与 I所对应的矩形面积是外电路电阻所对应的矩形面积是外电路电阻Rx的输的输 出功率，从而由已知出功率，从而由已知Rx的功率求出对应的功率求出对应 的的Rx值值 根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律UEIr得得 UaP12(0.62.4)I123I 作作UaPI图象如图所示，由图可分析找到滑动变阻器的发热图象如图所示，由图可分析找到滑动

13、变阻器的发热 功率为功率为9 W的的A点和点和B点，所以点，所以Rx有两个值有两个值 Rx19 ，Rx21 . 答案答案9 1 物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态，叫做临物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态，叫做临 界状态临界状态可以理解为界状态临界状态可以理解为“恰好出现恰好出现”或或“恰好不出现恰好不出现” 两种状态突变的过程是从量变到质变的过程在临界状态前两种状态突变的过程是从量变到质变的过程在临界状态前 后，系统服从不同的规律，按不同的规律运动和变化如光学后，系统服从不同的规律，按不同的规律运动和变化如光学 中折射现象的中折射现象的“临界角临界角”、超导现象中的、超导现象

14、中的“临界温度临界温度”、核反、核反 应中的应中的“临界体积临界体积”、光电效应中的极限频率、静摩擦现象中、光电效应中的极限频率、静摩擦现象中 的最大静摩擦力等在中学物理中像这样明确指出的临界值是的最大静摩擦力等在中学物理中像这样明确指出的临界值是 容易理解和掌握的，但在高考题中常常是不明确的提出临界值，容易理解和掌握的，但在高考题中常常是不明确的提出临界值， 而又必须通过运用所学知识去分析临界条件、挖掘出临界而又必须通过运用所学知识去分析临界条件、挖掘出临界 值在物理问题中，很多都涉及临界问题，分析临界问题的值在物理问题中，很多都涉及临界问题，分析临界问题的 关键是寻找临界状态的条件关键是寻

15、找临界状态的条件 解决临界问题，一般有两种基本方法：解决临界问题，一般有两种基本方法： (1)以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和 一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解 (2)直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究问 题的规律和解题的规律和解 例例6如图如图16所示，一个质量为所示，一个质量为m、电、电 荷量为荷量为q的小球的小球(可视为质点可视为质点)，沿光滑绝，沿光滑绝 缘斜槽从比缘斜槽从比A点高出点高出H的的C点由静止下滑，点由静止下滑， 并从并从A点水平切入一个横截面为正方形且点水平切入一个横截面为正方形且 边长为边长为a、高为、高为h(h可变可变)的有界