解答物理问题的常用方法.ppt

* 思想方法点拨 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、 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： (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 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 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． 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 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 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 时常用． 此方法多用于与受力、运动有关的问题． [例1]　如图1－1所示，两个完全相同的球， 重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩 擦因数均为μ，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， 当绳被拉直后，两绳间的夹角为α.问当F至少为多大时，两球会发生滑动？ 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 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． 2．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 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， 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． 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． 极值问题求解方法有以下几种： 1．算术——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 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 的和取极小值． [例3]　如图1－3所示，光滑水平面右 端B处连接一个竖直的半径为R的光滑 半圆轨道，B点为水平面与轨道的切 点，在离B处距离为x的A点，用水平 恒力F(大小未知)将质量为m的小球从 静止开始推到B处后撤去恒力，小球沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点．求： (1)推力F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？ 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——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． 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，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理过程，从而使求解过程简单、直观． [例4]　如图1－4所示，一根轻弹簧上端固定，下 端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一质量为m的 物体，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸 长了l.今向下拉盘使弹簧再伸长Δl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 时盘对物体的支持力等于 [解析]　假设题给条件中Δl＝0，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，盘对物体的支持力大小应为mg. 将Δl＝0代入四个备选答案中，只有答案A能得到mg，可见只有答案A正确，故本题应选A. [答案]　A 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． [例5]　如图1－5所示，电源E＝12.0 V， 内电阻r＝0.6 Ω，滑动变阻器与定值电 阻R0(R0＝2.4 Ω)串联，当滑动变阻器的 滑片P滑到适当位置时，滑动变阻器的 发热功率为9.0 W，求这时滑动变阻器aP部分的阻值Rx. 图1