1、1物理高考解题技巧高中阶段,最难学的课程是物理,既要求学生有过硬的数学功底,还要学生有较强的空间立体感和 抽象思维能力。本总论较详细地介绍了 48 种高中物理活题巧解的方法,加上磁场部分“难点巧学”中介 绍的“结论法” ,共计有 49 种方法,这些方法中有大家很熟悉的、用得很多的整体法、隔离法、临界条 件法、矢量图解法等,也有用得很少的补偿法、微元法、节点电流法等,更多的是用得较多,但方法名 称还未统一的巧解方法,这些方法用起来很巧,给人以耳目一新、豁然开朗的感觉,本总论给出了较科 学合理的方法名称。古人云:授人以鱼,只供一饭之需;授人以渔,则一生受用无穷,本书编者本着 “一切为了学生,为了一切学生,为了学生的一切”的宗旨,呕心沥血地编写了这本书,以精益求精的 质量、独具匠心的创意,教会学生在短时间内提高物理分析、解题技能,缩短解题时间,对减轻学习负 担、开发智力、提高学习成绩有极大地帮助。一、整体法一、整体法研究对象有两个或两个以上的物体,可以把它们作为一下整体,整体质量等于它们的总质量。整体 电量等于它们电量代数和。 有的物理过程比较复杂,由几个分过程组成,我们可以把这几个分过程看
2、成一个整体。 所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统,或由几个分过程组成的整个过程作为研究 对象进行分析研究的方法。 整体法适用于求系统所受的外力,计算整体合外力时,作为整体的几个对象之间的作用力属于系统 内力不需考虑,只需考虑系统外的物体对该系统的作用力,故可使问题化繁为简。 例 1:在水平滑桌面上放置两个物体 A、B 如图 1-1 所示,mA=1kg,mB=2kg,它们之间用不可伸长 的细线相连,细线质量忽略不计,A、B 分别受到水平间向左拉力 F1=10N 和水平向右拉力 F2=40N 的作 用,求 A、B 间细线的拉力。【巧解】由于细线不可伸长,A、B 有共同的加速度,则共同加速度对于 A 物体:受到细线向右拉力 F 和 F1拉力作用,则,22140 1010/12ABFFam smm1AFFm a即 110 1 1020AFFm aN F=20N 【答案】=20N例 2:如图 1-2 所示,上下两带电小球,a、b 质量均为 m,所带电量分别为 q 和-q,两球间用一绝缘 细线连接,上球又用绝缘细线悬挂在开花板上,在两球所在空间有水平方向的匀强电场,场强为 E,平衡
3、细线都被拉紧,右边四图中,表示平衡状态的可能是:2【巧解】对于 a、b 构成的整体,总电量 Q=q-q=0,总质量 M=2m,在电场中静止时,ab 整体受到拉 力和总重力作用,二力平衡,故拉力与重力在同一条竖直线上。 【答案】A 说明:此答案只局限于 a、b 带等量正负电荷,若 a、b 带不等量异种电荷,则 a 与天花板间细线将偏 离竖直线。 例 3:如图 1-3 所示,质量为 M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球, 开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的,即,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?1 21 2ag【巧解】对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依牛顿第二定律列式:故木箱所受支持力:()NmgMgFmaM,由牛顿第三定律知:木箱对地面压力。2 2NMmFg22NNMmFFg【答案】木箱对地面的压力2 2NMmFg例 4:如图 1-4,质量为 m 的物体 A 放置在质量为 M 的物体 B 上,B 与弹簧 相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中 A、B 之间无相对运动, 设弹簧的劲度系数
4、为 k,当物体离开平衡位置的位移为 x 时,A、B 间摩擦力 f 的 大小等于( )A、0B、kxC、D、()mkxM()mkxMm 【巧解】对于 A、B 构成的整体,当系统离开平衡位置的位移为 x 时,系统所受的合力为 F=kx,系统的加速度为,而对于 A 物体有摩擦力,故正确答案为kxamMfFma合D。 【答案】D 例 5:如图 1-5 所示,质量为 m=2kg 的物体,在水平力 F=8N 的作用下,由静止开始沿水平方向右运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.2,若 F 作用 t1=6s 后撤去,撤去 F 后又经 t2=2s 物体与竖直壁相碰,若物体与墙壁作用时间 t3=0.1s,碰后反向弹回的速度 =6m/s,求墙壁 对物体的平均作用力 FN(g 取 10m/s2) 。 【巧解】如果按时间段来分析,物理过程分为三个:撤去 F 前的加速过程;撤去 F 后的减速过程; 物体与墙壁碰撞过程。分段计算会较复杂。现把全过程作为一个整体(整体法) ,应用动量定理,并取 F的方向为正方向,则有代入数据化简可得 FN=280N1123()0NF tmg ttFtmv 【答案】FN=280
5、N 巧练:如图 1-6 所示,位于水平地面上的斜面倾角为,斜面体的质量为 M,当 A、B 两物体沿斜 面下滑时,A、B 间无相对滑动,斜面体静止,设 A、B 的质量均为 m,则地面对斜面体的支持力 FN及 摩擦力 f 分别是多少?若斜面体不是光滑的,物体 A、B 一起沿斜面匀速下滑时,地面对斜面体的支持力 FN及摩擦力 f 又分别是多少?3巧练 2:如图 1-7 所示,MN 为竖直墙壁,PQ 为无限长的水平地面,在 PQ 的上方有水平向左的匀强 电场,场强为 E,地面上有一点 A,与竖直墙壁的距离为 d,质量为 m,带电量为+q 的小滑块从 A 点以 初速 vo沿 PQ 向 Q 运动,滑块与地面间的动摩擦因数为,若mgEq,滑块与墙 MN 碰撞时无能量 损失,求滑块所经历的总路程 s。二、隔离法二、隔离法所谓隔离法就是将研究对象(物体)同周围物体隔离开来,单独对其进行受力分析的方法。隔离法 适用于求系统内各物体(部分)间相互作用。在实际应用中,通常隔离法 要与整体法结合起来应用,这样更有利于问题的求解。 例 1:如图 2-1 所示,在两块相同的竖直木板之间,有质量均为 m 的 4 块相
6、同的砖,用两个大小均为 F 的水平力压木板,使砖静止不动,则第 1 块对第 2 块砖摩擦力大小为( ) A、0B、mg/2C、mgD、2mg 【巧解】本题所求解的是第 1 块对第 2 块砖摩擦力,属于求内力,最终必须要 用隔离法才能求解,研究对象可以选 1,也可以选 2,到底哪个更简单呢?若选 2 为研究对象,则 1 对 2 的摩擦力及 3 对 2 的摩擦力均是未知的,无法求解;而选 1 为研究对象,尽管 2 对 1 的摩擦力及左板对 1 的摩擦力均是未知的,但左板对 1 的 摩擦力可以通过整体法求解,故选 1 为研究对象求内力较为简单。 先由整体法(4 块砖作为一个整体)可得左、右两板对系统的摩擦力方向都竖 直向上,大小均为 4mg/2=2mg,再以 1 为研究对象分析,其受力图 2-2 所示(一定 要把它从周围环境中隔离开来,单独画受力图) ,1 受竖直向下的重力为 mg,左板 对 1 的摩擦力 f左板竖直向上,大小为 2mg,故由平衡条件可得:2 对 1 的摩擦力 f21竖直向下,大小为 mg,答案应选 C 项。 【答案】C 例 2:如图 2-3 所示,斜面体固定,斜面倾角为,A
7、、B 两物体叠放在一起,A 的上表面水平,不 计一切摩擦,当把 A、B 无初速地从斜面顶端释放,若运动过程中 B 没有碰到斜面,则关于 B 的运动情 况描述正确的是( ) A、与 A 一起沿斜面加速下滑 B、与 A 一起沿斜面匀速下滑 C、沿竖直方向匀速下滑 D、沿竖直方向加速下滑 【巧解】本题所求解的是系统中的单个物体的运动情况,故可用隔离法进行分析,由于不计一切摩 擦,而 A 的上表面水平,故水平方向上 B 不受力。由牛顿第一定律可知,B 在水平方向上运动状态不变 (静止) ,故其运动方向必在竖直方向上。因 A 加速下滑,运动过程中 B 没有碰到斜面(A、B 仍是接触 的) ,即 A、B 在竖直方向上的运动是一样的,故 B 有竖直向下的加速度,答案 D 正确。 【答案】D4例 3:如图 2-4 所示,固定的光滑斜面体上放有两个相同的钢球 P、Q,MN 为竖直挡板,初状态系 统静止,现将挡板 MN 由竖直方向缓慢转至与斜面垂直的方向,则该过程中 P、Q 间的压力变化情况是( ) A、一直增大B、一直减小C、先增大后减小D、一直不变 【巧解】本题所求解的是系统内力,可用隔离法来分析,研
8、究对象可以选 P,也可以选 Q,到底选哪 个更简单呢?当然选 P 要简单些,因为 P 受力个数少,P 受到重力、斜面的支持力 N斜(垂直斜面向上) 和 Q 的支持力 NQ(沿斜面斜向上)共三个力作用,由平衡条件可知,这三个力的合力为零,即重力沿 N斜,NQ反方向的分力分别与 N耕、NQ的大小相等,在转动挡板过程中,重力的大小及方向都不变,而 N耕、NQ的方向也都不变,即分解重力的两个方向是不变的,故分力也不变,故 D 选项正确 【答案】D 例 4:如图 2-5 所示,人重 G1=600N,木板重 G2=400N,人与木板、木板与地面间滑动摩擦因数均为=0.2,现在人用水平力 F 拉绳,使他们木板一起向右匀速动动,则( ) A、人拉绳的力是 200N B、人的脚给木板的摩擦力向右 C、人拉绳的力是 100N D、人的脚给木板的摩擦力向左 【巧解】求解人与板间的摩擦力方向,属求内力,须用隔离法,研究对象可选人,也可以选板,到 底选哪个更简单呢?当然选人要简单些,因为人受力个数少,以人为研究对象,人在水平方向上只受绳 的拉力(水平向右)和板对人的摩擦力两个力作用,属二力平衡,故板对人的摩擦力
9、向左,由牛顿第三 定律可知,人的脚给木板的摩擦力向右,B、D 两个选项中 B 选项正确。 绳的拉力属外力,可用整体法来求解,人与板相对地向右运动,滑动摩擦力水平向左,而其大小为;人与板系统水平向右受到两个拉力,故由平衡条件12()0.2fNGG 可得:2T=f,故 T=100N,答案 C 选项正确。 【答案】B、C 巧练 1:如图 2-6 所示,半径为 R 的光滑球,重为 G,光滑木块厚为 h,重为 G1,用至少多大的水平 F 推木块才能使球离开地面?巧练 2:如图 2-7 所示,A、B 两物体叠放在转台上(A 在上,B 在下) ,并随转台一起匀速运动,则 关于 A 对 B 的摩擦力的判断正确的是( ) A、A 对 B 没有摩擦力 B、A 对 B 有摩擦力,方向时刻与线速度方向相反 C、A 对 B 有摩擦力,方向时刻指向转轴 D、A 对 B 有摩擦力,方向时刻背离转轴三、力的合成法三、力的合成法一个力如果产生的效果与几个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那几个的合力,而那几 个力就叫做这个力的分力,求几个力的合力叫力的合成。 力的合成遵循平行四边形法则,如求两个互成角度的共点力 F1、F2的合力,可以把表示 F1、F2的有 向线段作为邻边,作一平行四边形,它的对角线即表示合力大小和方向。5共点的两个力 F1、F2的合力 F 的大小,与两者的夹角有关,两个分力同向时合力最大,反向时合力 最小,即合力取值范围力F1-F2F1+F2 合力可以大于等于两力中的任一个力,也可以小于任一个力,当两力大小一定 时,合力随两力夹角的增大而减小,随两力夹角的减小而增大。 如果一个物体 A 对另一个物体 B 有两个力作用,当求解 A 对 B 的作用力时,通 常用力的合成法来求解。 例 1:水平横梁的一端 A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮 B,一轻绳的一端 C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量 m=10kg 的重物,CBA=30,如 图 3-1 所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g 取 10m/s2) ( )A、50NB、C、100ND、50 3N100 3N【巧解
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