高中物理奥赛方法
高中物理学习中的物理学奥赛技巧与经验分享
高中物理学习中的物理学奥赛技巧与经验分享在高中物理学习过程中,参加物理学竞赛是一种提高自己物理水平的有效途径。
然而,为了在物理学奥赛中获得好成绩,除了掌握基本的物理知识外,还需要一些技巧和经验。
本文将为大家分享一些在高中物理学习中参加物理学奥赛的技巧和经验。
一、深入理解基础知识要在物理学奥赛中获得好成绩,首先需要扎实的基础知识。
理解物理学的基础概念和公式是取得好成绩的基础。
通过反复阅读教材,做大量的练习题,加深对知识的理解和记忆。
建议可以使用不同的学习资料,例如参考书或在线学习资源,以便获得更广泛和深入的知识。
二、解答题的技巧在物理学奥赛中,解答题通常是占据较大比例的部分。
为了在这一部分获得高分,需要掌握一些解题技巧。
首先,要认真阅读题目,并理解题目所要求的问题。
其次,可以通过画图或简化问题的方式对题目进行分析和求解。
在解题过程中,要注意排除干扰项,提炼出关键信息。
最后,要注重解题方法的合理性和推理过程的严谨性。
通过多做练习,熟悉不同类型的解题方法,提高解题效率和准确性。
三、实验题的技巧在物理学奥赛中,实验题也是一个重要的考察方面。
为了在实验题中获得好成绩,首先要熟悉实验的基本原理和装置。
要仔细阅读实验题目,理解实验的目的和要求。
在进行实验时,要注意安全和仪器的正确使用。
实验过程中要做好记录和数据处理。
在实验结果的分析中要理性思考,结合实际情况进行合理的推测和解释。
通过多参与实验,提高实验操作的熟练度和实验数据的处理能力。
四、团队合作的重要性物理学奥赛通常会有团队竞赛项目。
团队合作是一个重要的因素,可以提高整个团队的成绩。
在团队合作中,要发挥自己的特长,与队友进行有效的沟通和合作。
要相互尊重和支持,共同解决问题,共享知识和经验。
通过团队合作,可以互相补充,提高整体实力,取得更好的成绩。
五、不断学习和提高最后,要保持对物理学的热爱和持续的学习。
物理学是一门综合性的学科,与其他科学和技术领域密切相关。
高中物理竞赛流程详细解析
高中物理竞赛流程详细解析高中物理竞赛国内竞赛主要分为:物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程,国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。
一、全国中学生物理竞赛预赛(CPhO)1、高中物理竞赛入门级赛事,每年9月上旬举办(也就是秋学期开学),由全国竞赛委员会统一命题,各省市、学校自行组织,所有中学生均可报名;2、考试形式:笔试,共3小时,5道选择题、每题6分,5道填空题、每题10分,6道大题、每题20分,共计200分;3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容(回台回复“物竞考纲”查看明细);4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖,因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的,所以一般一等奖可以参加复赛。
5、一般来说,考完试后2~3天即可在考点查询成绩。
二、全国中学生物理竞赛复赛(CPhO)1、高中阶段最重要的赛事,其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响,每年9月下旬举办(也就是预赛结束后)。
2、复赛分为笔试+实验:笔试,共3小时,8道大题,每题40分,共计320分;实验,共90分钟,2道实验,每道40分,共计80分;总分400分。
3、笔试由全国竞赛委员会统一命题,各省市自行组织、规定考点,大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加;实验由各省市自行命题,根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加(也就是说实验不是所有人都考,只有角逐一等奖的同学才参加),最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。
4、各省市的实验时间稍有不同,具体可参考当地往年的考试时间。
5、考试内容在预赛的基础上稍有增加,具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。
6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖,也就是我们常说的省一、省二、省三,其中各省省一前几名入选该省省队,可参加决赛。
7、成绩有什么用?省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件;省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件;省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。
高中奥林匹克物理竞赛解题方法
原来挂钩之间是张紧的,倒退后挂钩间存在△s的宽松距离,设火车的牵引力为F,则有:
车头起动时,有
拉第一节车厢时:
故有
拉第二节车厢时:
故同样可得:
……
设经时间t可捕捉猎物,再把t分为n个微小时间间隔△t,在每一个△t内每只猎犬的运动可视为直线运动,每隔△t,正三角形的边长分别为a1、a2、a3、…、an,显然当an→0时三只猎犬相遇.
因为
即
此题还可用对称法,在非惯性参考系中求解.
例4一列进站后的重载列车,车头与各节车厢的质量相等,均为m,若一次直接起动,车头的牵引力能带动30节车厢,那么,利用倒退起动,该车头能起动多少节同样质量的车厢?
向下的压力Ni+1.选碗边B点为轴,根据力矩平衡有
所以 ①
再以A6B6为研究对象,受力情况如图6—3乙所示,A6B6受到薄片
A5B5向上的支持力N6、碗向上的支持力和后一个薄片A1B1向下的压力
N1、质点向下的压力mg.选B6点为轴,根据力矩平衡有
由①、②联立,解得
所以,A1B1薄片对A6B6的压力为
推理可得
由
另由题意知
因此该车头倒退起动时,能起动45节相同质量的车厢.
例5有n块质量均为m,厚度为d的相同砖块,平放在水平地面上,现将它们一块一块地叠放起来,如图6—2所示,人至少做多少功?
解析将平放在水平地面上的砖一块一块地叠放起来,每次克服重
力做的功不同,因此需一次一次地计算递推出通式计算.
将第2块砖平放在第一块砖上人至少需克服重力做功为
高中物理竞赛流程详细解析
高中物理竞赛流程详细解析高中物理竞赛国内竞赛主要分为:物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程,国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。
一、全国中学生物理竞赛预赛(CPhO)1、高中物理竞赛入门级赛事,每年9月上旬举办(也就是秋学期开学),由全国竞赛委员会统一命题,各省市、学校自行组织,所有中学生均可报名;2、考试形式:笔试,共3小时,5道选择题、每题6分,5道填空题、每题10分,6道大题、每题20分,共计200分;3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容(回台回复“物竞考纲”查看明细);4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖,因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的,所以一般一等奖可以参加复赛。
5、一般来说,考完试后2~3天即可在考点查询成绩。
二、全国中学生物理竞赛复赛(CPhO)1、高中阶段最重要的赛事,其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响,每年9月下旬举办(也就是预赛结束后)。
2、复赛分为笔试+实验:笔试,共3小时,8道大题,每题40分,共计320分;实验,共90分钟,2道实验,每道40分,共计80分;总分400分。
3、笔试由全国竞赛委员会统一命题,各省市自行组织、规定考点,大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加;实验由各省市自行命题,根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加(也就是说实验不是所有人都考,只有角逐一等奖的同学才参加),最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。
4、各省市的实验时间稍有不同,具体可参考当地往年的考试时间。
5、考试内容在预赛的基础上稍有增加,具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。
6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖,也就是我们常说的省一、省二、省三,其中各省省一前几名入选该省省队,可参加决赛。
7、成绩有什么用?省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件;省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件;省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。
高中物理竞赛备战物理竞赛掌握物理问题的解题技巧和思路
高中物理竞赛备战物理竞赛掌握物理问题的解题技巧和思路在高中物理竞赛备战期间,掌握物理问题的解题技巧和思路是非常重要的。
本文将分享一些有效的方法和策略,帮助同学们在竞赛中更好地应对物理问题。
一、理清物理知识框架在备战物理竞赛之前,同学们需要系统地学习相关的物理知识,并理清知识的框架。
可以从重要的基础知识出发,逐步扩展到更高级的内容。
例如从力学、热学、光学、电磁学等方面入手,逐层递进地学习相关的理论和公式。
二、强化基本概念和公式的理解熟练掌握基本概念和公式是解决物理问题的基础。
同学们需要逐个概念进行理解,通过实例和图表进行实际应用,加深对概念的理解和记忆。
同时,要掌握一些常见的公式和其推导过程,这有助于加深对公式的理解和记忆,并能更好地运用到解题中。
三、注重解题方法的培养解题方法的培养至关重要。
需要培养一些常见的问题解决思路和方法,例如分析-分类-求解法、模型建立法、变形和逆向思维法等。
这些方法能够帮助同学们更快、更准确地解决物理问题,并在竞赛中取得好成绩。
四、多做习题和模拟试题理论学习只是第一步,同学们还需要通过多做习题和模拟试题来巩固所学知识,并提高解题的能力。
可以选择一些经典习题和竞赛试题进行训练,熟悉不同类型的题目和解题思路。
同时,需要注意进行错题总结,分析错误原因,找到解题的漏洞,以避免类似错误的再次发生。
五、培养逻辑思维和分析问题的能力物理竞赛中,逻辑思维和分析问题的能力非常重要。
同学们需要培养逻辑思维,学会抓住问题的关键点,建立问题与知识之间的联系。
培养逻辑思维能力可以通过解决一些有逻辑推理的问题,如逻辑谜题、思维游戏等。
同时,多进行物理问题的思考和讨论,加深对问题本质的理解和把握。
六、关注前沿科技和物理研究领域对于物理竞赛选手来说,关注前沿科技和物理研究领域的最新动态是非常有益的。
通过阅读相关的科技新闻、研究报告和论文,能够拓宽知识面,了解物理学的最新发展和应用。
这些信息的获取有助于拓展思维,提升解题能力,并能在竞赛中运用到实际问题中。
2024-2025高中物理奥赛解题方法:十 假设法含答案
2024-2025高中物理奥赛解题方法:十 假设法含答案十、假设法方法简介假设法是对于待求解的问题,在与原题所给条件不相违的前提下,人为的加上或减去某些条件,以使原题方便求解。
求解物理试题常用的有假设物理情景,假设物理过程,假设物理量等,利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径,化难为易,化繁为简。
赛题精析例1:如图10—1所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 0的平盘,盘中有一物体,质量为m 。
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以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )A 、(1 +L L ∆)mg B 、(1 +L L ∆)(m + m 0)g C 、L L ∆mg D 、L L∆(m + m 0)g 解析:此题可以盘内物体为研究对象受力分析,根据牛顿第二定律列出一个式子,然后再以整体为研究对象受力分析,根据牛顿第二定律再列一个式子和根据平衡位置的平衡条件联立求解,求解过程较麻烦。
若采用假设法,本题将变得非常简单。
假设题中所给条件ΔL = 0 ,其意义是没有将盘往下拉,则松手放开,弹簧长度不会变化,盘仍静止,盘对物体的支持力的大小应为mg 。
以ΔL = 0代入四个选项中,只有答案A 能得到mg 。
由上述分析可知,此题答案应为A 。
例2:如图10—2所示,甲、乙两物体质量分别为m 1 =2kg ,m 2 = 3kg ,叠放在水平桌面上。
已知甲、乙间的动摩擦因数为μ1 = 0.6 ,物体乙与平面间的动摩因数为μ2 = 0.5 ,现用水平拉力F 作用于物体乙上,使两物体一起沿水平方向向右做匀速直线运动,如果运动中F 突然变为零,则物体甲在水平方向上的受力情况(g 取10m/s 2)A 、大小为12N ,方向向右B 、大小为12N ,方向向左C 、大小为10N ,方向向右D 、大小为10N ,方向向左解析:当F 突变为零时,可假设甲、乙两物体一起沿水平方运动,则它们运动的加速度可由牛顿第二定律求出。
高中物理竞赛技巧分享
高中物理竞赛技巧分享选修物理是高中学生的必修科目之一,在学习物理的过程中,许多学生会产生兴趣,甚至想参加物理竞赛。
然而,物理竞赛的难度较大,需要学生有更高的物理知识和技巧。
本文将分享一些高中物理竞赛的技巧,希望能帮助到有志于参加物理竞赛的同学。
一、背诵公式和常数物理竞赛的基础是物理公式和常数的掌握,建议同学们要把常用的公式和物理常数都做到烂熟于心,这样在比赛中才能快速反应、迅速解答问题。
例如:牛顿第二定律、功率公式、动能公式、万有引力公式、电场强度公式等。
二、练习计算题物理竞赛中占比较大的是计算题,因此同学们需要多练习计算题。
有些计算题不是简单的代入公式就能得到答案的,可能需要巧妙的变形和推导。
建议同学们多做综合性的例题,通过练习,将常用的方法和知识点都掌握熟练,有助于在比赛中灵活应用,提高计算速度。
三、加强实验能力实验在物理学习中占有非常重要的地位,也是物理竞赛的重要内容。
比如物理竞赛中会考察学生对实验过程中仪器的使用和误差的处理等能力。
因此,同学们需要加强实验能力,掌握实验思想,学会使用仪器,熟悉实验过程中的误差处理等基本实验技能。
四、善于思维分析物理竞赛中虽然有很多基本知识和公式,但是一些题目的解法并不是简单的套用公式,需要运用物理常识和思维分析能力来解决问题。
因此,建议同学们平时多练习思维题和综合性题,培养自己的思维分析能力,增强对问题的理解和把握能力,这是比死记硬背更重要的一点。
五、多参加竞赛和训练参加物理竞赛,是提高物理科学素养的一种重要途径。
在参加物理竞赛的同时,同学们也可以了解到其他地区的同学们的物理水平和解题思路,可以互相帮助和交流,拓展自己的物理思路。
同时,参加竞赛并不光是为了取得好成绩,更是通过比赛来锻炼自己的解题能力和提高自己的竞赛心理素质。
结语以上是高中物理竞赛技巧分享,当然不同的竞赛需要掌握不同的技巧,在比赛中要灵活运用,根据题目的难度和要求选择合适的解题思路和方法。
高中物理奥赛方法(清晰版)
高中物理奥赛经典一、整体法方法简介整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。
整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。
因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。
灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,把物理问题变繁为简、变难为易。
赛题精讲例 1:如图 1—1 所示,人和车的质量分别为 m 和 M ,人用水平力 F 拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向,不计滑轮质量及摩擦,若人和车保持相对静止,且水平地面是光滑的,则车的加速度为 。
解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才能求解,事实上,人和车保持相对静止,即人和车有相同的加速度,所以可将人和车看做一个整体,对整体用牛顿第二定律求解即可。
将人和车整体作为研究对象,整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。
在竖直方向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为 2F ,所以有:2F = (M + m)a ,解得:a = 2FM + m例 2:用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图 1—2 所示,今对小球 a 持续施加一个向左偏下 30°的恒力,并对小球 b 持续施加一个向右偏上 30°的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是( )解析:表示平衡状态的图是哪一个,关键是要求出两条轻质细绳对小球a和小球b 的拉力的方向,只要拉力方向求出后,。
图就确定了。
整体法第 1 页(共 13 页)高中物理奥赛经典先以小球a 、b 及连线组成的系统为研究对象,系统共受五个力的作用,即两个重力(m a + m b)g ,作用在两个小球上的恒力 F a、F b和上端细线对系统的拉力 T1。
2023年高中奥林匹克物理竞赛解题方法图像法
高中奥林匹克物理竞赛解题措施十一、图像法措施简介图像法是根据题意把抽象复杂旳物理过程有针对性地表到达物理图像,将物理量间旳代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形象、简要旳特点,来分析处理物理问题,由此到达化难为易,化繁为简旳目旳,图像法在处理某些运动问题,变力做功问题时是一种非常有效旳措施。
赛题精讲例1:一火车沿直线轨道从静止发出由A 地驶向B 地,并停止在B 地。
AB 两地相距s ,火车做加速运动时,其加速度最大为a 1,做减速运动时,其加速度旳绝对值最大为a 2,由此可可以判断出该火车由A 到B 所需旳最短时间为 。
解析:整个过程中火车先做匀加速运动,后做匀减速运动,加速度最大时,所用时间最短,分段运动可用图像法来解。
根据题意作v —t 图,如图11—1所示。
由图可得11t v a =vt t t v s t v a 21)(212122=+==由①、②、③解得2121)(2a a a a s t +=例2:两辆完全相似旳汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度为v 0,若前车忽然以恒定旳加速度刹车,在它刚停住时,后车此前车刹车时旳加速度开始刹车。
已知前车在刹① ②车过程中所行旳距离为s ,若要保证两辆车在上述状况中不相碰,则两车在做匀速行驶时保持旳距离至少为 ( )A .sB .2sC .3sD .4s解析:物体做直线运动时,其位移可用速度——时间图像中旳面积来表达,故可用图像法做。
作两物体运动旳v —t 图像如图11—2所示,前车发生旳位移s 为三角形v 0Ot 旳面积,由于前后两车旳刹车加速度相似,根据对称性,后车发生旳位移为梯形旳面积S ′=3S ,两车旳位移之差应为不相碰时,两车匀速行驶时保持旳最小车距2s.因此应选B 。
例3:一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出,已知爬出速度v 旳大小与距老鼠洞中心旳距离s 成反比,当老鼠抵达距老鼠洞中心距离s 1=1m 旳A 点时,速度大小为v 1=20cm/s ,问当老鼠抵达距老鼠洞中心s 2=2m 旳B 点时,其速度大小v 2=?老鼠从A 点抵达B 点所用旳时间t=?解析:由于老鼠从老鼠洞沿直线爬出,已知爬出旳速度与通过旳距离成反比,则不能通过匀速运动、匀变速运动公式直接求解,但可以通过图像法求解,由于在s v1图像中,所围面积即为所求旳时间。
高中物理奥赛方法
高中物理奥赛方法为了在高中物理奥赛中取得好成绩,竞赛者需要掌握一系列有效的方法和技巧。
本文将从备赛规划、题目应对、实验技能三个方面探讨高中物理奥赛的应对方法。
一、备赛规划首先,竞赛者需要合理规划备赛时间。
在备赛初期,建议对知识点进行全面复习,梳理基础概念,强化基本原理的理解。
此外,要有意识地进行分层学习,对不同难度的知识点进行分类整理,有针对性地进行学习和训练。
其次,要注重练习。
通过大量练习,竞赛者可以熟悉题目的类型和解题思路,提高解题速度和准确率。
可以结合历年真题和模拟试卷,进行有针对性的训练,找到自己的薄弱环节,有针对性地进行弥补。
最后,要注重实践。
物理奥赛中经常涉及到实验题目,竞赛者应该熟练掌握实验技能,熟悉实验仪器的使用方法,对实验数据的处理和分析有一定的经验积累。
二、题目应对在参加物理奥赛时,竞赛者要注重审题。
仔细阅读题目,理清题目要求,确定解题思路。
有时候,一些关键信息可能被埋在题干中,需要通过细致的分析才能找到。
其次,要善于运用物理知识解题。
物理奥赛题目通常考察参赛者对物理知识的理解和应用能力,竞赛者要熟练掌握相关知识点,善于将理论知识和实际问题相结合,用正确的物理公式解决问题。
最后,要注重解题方法。
在解题过程中,要根据题目特点选择合适的解题方法,有时候可能需要用到不同的思维方式和技巧,如物理模型的建立、数据的处理和分析等。
三、实验技能在物理奥赛中,实验部分是参赛者展示实践能力的重要环节。
因此,竞赛者需要注重实验技能的培养和提升。
首先,要熟悉实验仪器。
物理实验中常用的仪器种类繁多,竞赛者需要熟悉不同仪器的使用方法,了解其测量原理和误差范围,以保证实验数据的准确性。
其次,要注重实验操作技巧。
实验过程中的操作规范和技巧对实验结果影响很大,竞赛者应该注意实验操作的细节,如操作步骤的合理安排、数据记录的准确性等。
最后,要注重实验数据处理和分析。
实验结束后,竞赛者需要对实验数据进行处理和分析,找出规律性和规律性,得出合理的结论,提高实验思维和创新能力。
物理竞赛解题方法
高中奥林匹克物理竞赛解题方法一、整体法整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。
整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。
因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。
灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,把物理问题变繁为简、变难为易。
例7 有一轻质木板AB 长为L ,A 端用铰链固定在竖直墙上,另一端用水平轻绳CB 拉住。
板上依次放着A 、B 、C 三个圆柱体,半径均为r ,重均为G ,木板与墙的夹角为θ,如图1—8所示,不计一切摩擦,求BC 绳上的张力。
二、隔离法隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。
隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。
例9 如图2—9所示,四个相等质量的质点由三根不可伸长的绳子依次连接,置于光滑水平面上,三根绳子形成半个正六边形保持静止。
今有一冲量作用在质点A ,并使这个质点速度变为u ,方向沿绳向外,试求此瞬间质点D 的速度.解析 要想求此瞬间质点D 的速度,由已知条件可知得用动量定理,由于A 、B 、C 、D 相关联,所以用隔离法,对B 、C 、D 分别应用动量定理,即可求解.以B 、C 、D 分别为研究对象,根据动量定理:对B 有:I A —I B cos60°=m B u …………①I A cos60°—I B =m B u 1…………②对C 有:I B —I D cos60°=m C u 1……③I B cos60°—I D =m c u 2…………④对D 有:I D =m D u 2……⑤由①~⑤式解得D 的速度u u 1312三、微元法微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法。
高中物理竞赛解题技巧
高中物理竞赛解题技巧竞赛是一种展现学生学习成果和能力的有效途径,而高中物理竞赛则是考验学生物理知识和解题技巧的平台。
在这篇文章中,将探讨一些在高中物理竞赛中提高解题技巧的方法和策略。
了解竞赛规则和题型是提高解题技巧的首要步骤。
不同的竞赛有不同的规则和题型,如多项选择题、填空题、计算题等。
通过了解竞赛的规则和题型,可以事先明确要求,有针对性地学习和准备。
其次,建立坚实的物理基础知识是提高解题技巧的基础。
物理是一门基础学科,理解物理原理和概念对于解题至关重要。
在学习物理的过程中,要注重理论和实践相结合,加强实验和实践能力的培养,以提高对物理现象的理解和应用。
在解题过程中,学会分析问题和找到关键信息是关键。
高中物理竞赛常常需要解决复杂的问题,因此学生在面对问题时要学会有条不紊地分析问题,找到关键信息。
可以通过画图、列式和构建模型等方法,将问题简化或者转化为容易解决的形式。
此外,培养逻辑思维和拓展思维也是解题的重要技巧。
在高中物理竞赛中,往往需要学生灵活运用物理知识,从多个角度思考问题,给出合理的解决方法。
因此,学生需要培养逻辑思维和拓展思维能力,注重培养创新思维和跨学科的能力。
在解题过程中,学会应用解题策略也是提高解题技巧的一种方法。
学生可以通过总结过去的解题经验,形成解题“套路”或者一些常用的解题方法,如分析问题的角度、列出公式和数据、使用逻辑推理、比较选项等。
这些解题策略有助于完善解题过程,提高解题效率。
培养良好的时间管理和压力应对能力也对提高解题技巧有着重要的影响。
高中物理竞赛通常时间紧迫,题目数量较多,学生需要在固定的时间内完成题目,因此需要学会合理规划时间,有序解题。
同时,竞赛本身带来的一定压力也需要学生具备较强的心理素质,保持冷静应对。
在准备竞赛时,多做题并及时复习是提高解题技巧的有效途径。
通过多做题目,可以熟悉各种题型和解题思路,掌握解题方法;并通过及时复习巩固和强化知识点,提高解题的准确性和快速性。
高中物理竞赛解题思路方法
高中物理竞赛解题思路方法一、引言高中物理竞赛是许多学生展示自己物理知识和技能的平台,同时也是一个提升自己解决问题能力的好机会。
在物理竞赛中,解题思路和方法是非常重要的,因为它们直接关系到解题的速度和准确性。
本文将介绍一些高中物理竞赛解题的思路和方法,帮助学生们更好地应对物理竞赛。
二、解题思路1. 理解题目:在解题之前,首先要认真阅读题目,理解题目的要求和内容,明确题目所涉及的物理现象和物理过程。
2. 建立模型:根据题目所描述的现象和过程,建立相应的物理模型,如力学、电学、光学等。
3. 推导公式:根据物理规律和原理,推导所需的公式,并注意公式的适用条件。
4. 考虑特殊情况:在解题过程中,需要注意一些特殊情况,如临界状态、极值等,需要特别关注。
5. 画图辅助:画图可以帮助我们更好地理解物理过程和现象,同时也方便我们进行计算和推理。
三、解题方法1. 代入法:将已知量代入公式中,求解未知量。
这种方法适用于简单明了的问题。
2. 综合分析法:通过对题目中的各个因素进行分析,综合运用各种物理规律和原理,求解问题。
这种方法适用于复杂的问题。
3. 排除法:根据题目中的某些条件,排除不正确的选项,缩小答案范围,最后得到正确答案。
这种方法适用于选择题。
4. 假设法:在解题过程中,可以先假设一个答案,然后根据题目中的条件进行验证或推导,最终得到正确答案。
这种方法适用于一些不确定的问题。
四、例题解析【例题】一物体在水平地面上做匀速直线运动,其速度为v。
现在给物体施加一个水平向右的拉力F,使其速度变为原来的两倍。
求拉力F的大小。
【解析】1. 理解题目:题目描述了一个物体在水平地面上做匀速直线运动,现在施加一个拉力F使其速度变为原来的两倍。
需要求出拉力F 的大小。
2. 建立模型:本题涉及的是物体的运动问题,可以建立力学模型。
3. 推导公式:根据牛顿第二定律,可以推导出拉力F与物体加速度之间的关系公式。
4. 考虑特殊情况:本题中需要求出拉力的大小,因此需要考虑到物体做匀加速直线运动的情况。
高中物理竞赛解题方法
高中物理竞赛解题方法在高中物理竞赛中,学生们常常遇到各种各样具有一定难度的题目。
要想在竞赛中取得好成绩,除了良好的基础知识外,解题方法也是至关重要的。
下面将介绍几种在高中物理竞赛中常用的解题方法,希望能够帮助同学们更好地备战竞赛。
1. **理清题意**在面对物理竞赛题目时,首先要认真阅读题目,充分理解题意。
有些题目可能会采用文字描述、图表、公式等多种形式,学生需要耐心地将这些信息进行整合,确定问题的关键点和目标。
只有明确了题目要求,才能有针对性地进行解答。
2. **画图辅助**在解答一些涉及几何或者力学问题的物理竞赛题目时,通过画图可以更直观地理解问题,并找出解题思路。
尤其是对于一些复杂的题目,画图可以帮助学生建立清晰的思维框架,更好地把握问题的本质。
3. **利用已知信息**在解题过程中,要善于利用已知信息来推导未知结果。
通过综合运用所学知识和给出的条件,可以引导思维,解决问题。
有时候,一两个简单的公式就足以解决一个复杂的问题,关键在于如何正确运用这些知识。
4. **分类讨论**将题目中的情况进行分类讨论,可以帮助学生更好地理解问题的本质,并找出解题的关键点。
有时候,一个问题可能需要分几种情况进行讨论,将问题分解成若干个小问题来求解,最后再合并得到结果。
5. **试错法**在解题过程中,有时候可能会遇到困难或迷惘,此时可以尝试用试错法来寻找答案。
通过试探性地假设、计算,找出错误的原因,不断调整思路和方法,直至找到正确答案。
6. **查漏补缺**解题过程中,要时刻检查答案和计算过程,防止出现粗心大意导致的错误。
尤其是一些计算题目,稍有疏漏就可能得到完全不同的结果。
在确定答案之前,要反复核实每一步的计算过程,确保没有遗漏。
通过以上几种解题方法的灵活运用,相信同学们在高中物理竞赛中能够更加游刃有余地应对各种难题。
同时,坚持练习和思考,不断拓展物理知识和解题技巧,也是取得好成绩的关键。
希望同学们在竞赛中取得优异的成绩,为自己的物理学习之路添砖加瓦。
高中奥林匹克物理竞赛解题方法.极限法
高中奥林匹克物理竞赛解题方法五五、极限法方法简介极限法是把某个物理量推向极端,即极大和极小或极左和极右,并依此做出科学的推 理分析,从而给出判断或导出一般结论。
极限法在进行某些物理过程的分析时,具有独特 作用,恰当应用极限法能提高解题效率,使问题化难为易,化繁为简,思路灵活,判断准 确。
因此要求解题者,不仅具有严谨的逻辑推理能力,而且具有丰富的想象能力,从而得 到事半功倍的效果。
赛题精讲例1:如图5—1所示,一个质量为m 的小球位于一质量可忽略的直立弹簧上方h 高度处,该小球从静止开始落向弹簧,设弹簧的劲度 系数为k,则物块可能获得的最大动能为 o解析:球跟弹簧接触后,先做变加速运动,后做变减速运动,据此推理,小球所受合力为零的位置速度、动能最大。
所以速最大时有nig=kx①由机械能守恒有 mg(h + x) = E k + ^-kx 2 ②联立①②式解得E k 2 k例2:如图5—2所示,倾角为。
的斜面上方有一点O,在O 点放一至斜面的光滑直轨道,要求一质点从O 点沿直轨道到达斜面P 点的时间最短。
求该直轨道与竖直方向的夹角〃。
图5—1解析:质点沿OP 做匀加速直线运动,运动的时间t 应该与尸角有关,求时间t 对于。
角的函数的极值即可。
由牛顿运动定律可知,质点沿光滑轨道下滑的加速度为a = g cos p该质点沿轨道由静止滑到斜而所用的时间为t,则1 ___-at2 =OP2曲… 2()Pr ~ Vgcos/?由图可知,在AOPC 中有①ocOP sin(90° 一 a) sin(90° + a- fl)所以而=OC cos acos(a - 0)以,2°Ccos 。
4OC cos a 将②式代入①式得t = ----------———=J---------------——V g cos p cos (q -V [cos a + cos(a -2p)]g显然,当cos(a-2^) = 1,即/?=与时,上式有最小值.所以当月=y 时,质点沿直轨道滑到斜面所用的时间最短。
高中物理奥赛方法(清晰版)
高中物理奥赛方法(清晰版)高中物理奥赛方法(清晰版)高中物理奥赛作为一项重要的学科竞赛,对参赛学生的物理学知识、理解能力和解题能力提出了很高的要求。
为了取得好成绩,学生需要掌握一些有效的方法和技巧。
在本文中,我将为大家分享一些高中物理奥赛的准备方法,希望能对参赛者提供一些参考。
首先,了解考试内容是非常重要的。
学生应该详细了解物理奥赛的考试范围和命题特点。
这样可以帮助学生有目的地进行学习和复习,不会浪费时间在与考试无关的知识点上。
同时,要着重掌握常见题型的解题方法,例如选择题、填空题和解答题等。
其次,掌握基础知识是学好物理的关键。
在备战物理奥赛时,学生需要全面、系统地掌握物理学的基础知识和公式。
这些基础知识对于解题非常重要,可以帮助学生更好地理解题目的要求,找到解题的思路。
因此,学生应该注重通过理论学习、课堂笔记、教科书阅读等方式来巩固和扩大物理知识的储备。
第三,进行大量的习题训练是必不可少的。
习题训练可以帮助学生提高解题能力和应对考试的熟练度。
学生可以选择从简单到难的习题,逐渐提高难度。
同时,要注重总结分析解题的方法和思路,找出自己容易出错的地方,并加以改正。
通过不断地练习和训练,学生的解题能力和应试水平必然会有所提高。
第四,培养实践能力也是很重要的。
物理学是一个实验性科学,因此学生需要培养实践能力,经常进行物理实验。
通过实践,学生可以更加直观地理解物理现象和原理,增强对物理学知识的理解和记忆。
同时,实验中也经常涉及到测量和数据处理等内容,这些都是物理奥赛常见的题型。
因此,实践能力的培养对于备战物理奥赛非常关键。
最后,要注意时间管理和心理调适。
物理奥赛通常是时间紧迫的考试,因此学生需要具备良好的时间管理能力。
在备战过程中,要有计划地安排学习和复习的时间,合理安排每个环节的时间分配。
另外,物理奥赛是一项高难度的竞赛,学生可能会遇到挫折和困难。
在这个时候,学生应该调整自己的心态,保持积极乐观的心态,相信自己的能力,并找到解决问题的方法。
高中物理奥赛经典方法 对称法
v0 = x g = 3s g
2y
2h
例 2:如图 7—2 所示,在水平面上,有两个竖直光滑墙壁 A 和 B ,间距为 d ,一个 小球以初速度 v0 从两墙正中间的 O 点斜向上抛出,与 A 和 B 各发生一次碰撞后正好落回 抛出点 O ,求小球的抛射角θ 。
对称法第 1页(共 13 页)
高中物理奥赛经典
的两点,已知 P 点的电势为 UP ,试求 Q 点的电势 UQ 。
解析:可以设想一个均匀带电、带电量也是 q 的右半球,与题中所给的左半球组成一
对称法第 6页(共 13 页)
高中物理奥赛经典
个完整的均匀带电球面,根据对称性来解。
由对称性可知,右半球在
P
点的电势
U
P
等
于左半球在 Q 点的电势 UQ 。即: UP = UQ
—5 所示,问必须在上面木板上施加多大的压力 F ,才能使撤去此力后,上板跳起来恰好
使下板离地?
解析:此题可用能量守恒的观点求解,但过程较繁,而用弹簧
形变的“对称性”求解就显得简洁明了。若用拉力 F 作用在 m 上,
欲使 M 离地,拉力 F 至少应为:
F= (M+m)g
根据弹簧的拉伸和压缩过程具有的对称性,故要产生上述效
果,作用在 m 上的向下的压力应为 F = (M+m)g 。
例 6:如图 7—6 所示,长为 l 的两块相同的均匀长方形砖块 A
和 B 叠放在一起,A 砖相对于 B 砖伸出 l ,B 砖放在水平桌面上,砖的端面与桌面平行。 5
为保持两砖不翻倒,B 砖伸出桌面的最大长度是多少?
解析:此题可用力矩平衡求解,但用对称法求解,会直观简洁。把 A 砖右端伸出 B
高中物理奥赛经典方法 微元法
三、微元法方法简介微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法。
用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决,使所求的问题简单化。
在使用微元法处理问题时,需将其分解为众多微小的“元过程”,而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的,这样,我们只需分析这些“元过程”,然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理,进而使问题求解。
使用此方法会加强我们对已知规律的再思考,从而引起巩固知识、加深认识和提高能力的作用。
赛题精讲例1:如图3—1所示,一个身高为h的人在灯以悟空速度v沿水平直线行走。
设灯距地面高为H ,求证人影的顶端C点是做匀速直线运动。
解析:该题不能用速度分解求解,考虑采用“微元法”。
设某一时间人经过AB处,再经过一微小过程Δt(Δt→0),则人由AB到达A′B′,人影顶端C点到达C′点,由于ΔS AA′= vΔt则人影顶端的移动速度:v C =CCt0Slimt'∆→∆∆=AAt0HSH hlimt'∆→∆-∆=HH h-v可见v c与所取时间Δt的长短无关,所以人影的顶端C点做匀速直线运动。
例2:如图3—2所示,一个半径为R的四分之一光滑球面放在水平桌面上,球面上放置一光滑均匀铁链,其A端固定在球面的顶点,B端恰与桌面不接触,铁链单位长度的质量为ρ。
试求铁链A端受的拉力T 。
解析:以铁链为研究对象,由由于整条铁链的长度不能忽略不计,所以整条铁链不能看成质点,要分析铁链的受力情况,须考虑将铁链分割,使每一小段铁链可以看成质点,分析每一小段铁边的受力,根据物体的平衡条件得出整条铁链的受力情况。
在铁链上任取长为ΔL的一小段(微元)为研究对象,其受力分析如图3—2—甲所示。
由于该元处于静止状态,所以受力平衡,在切线方向上应满足:Tθ + ΔTθ = ΔGcosθ + Tθ,ΔTθ = ΔGcosθ = ρgΔLcosθ由于每段铁链沿切线向上的拉力比沿切线向下的拉力大ΔTθ,所以整个铁链对A端的拉力是各段上ΔTθ的和,即:T = ΣΔTθ = ΣρgΔLcosθ = ρgΣΔLcosθ观察ΔLcosθ的意义,见图3—2—乙,由于Δθ很小,所以CD⊥OC ,∠OCE = θΔLcosθ表示ΔL在竖直方向上的投影ΔR ,所以ΣΔLcosθ = R ,可得铁链A端受的拉力:T = ρgΣΔLcosθ = ρgR例3:某行星围绕太阳C沿圆弧轨道运行,它的近日点A离太阳的距离为a ,行星经过近日点A时的速度为v A,行星的远日点B离开太阳的距离为b ,如图3—3所示,求它经过远日点B时的速度v B的大小。
高中物理奥赛经典方法 作图法
八、作图法方法简介作图法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性的表示成物理图像,将物理问题转化成一个几何问题,通过几何知识求解,作图法的优点是直观形象,便于定性分析,也可定性计算,灵活应用作图法会给解题带来很大方便。
赛题精析例1:如图8—1所示,细绳跨过定滑轮,系住一个质量为m的球,球靠在光滑竖直墙上,当拉动细绳使球匀速上升时,球对墙的压力将()A、增大B、减小C、先增大后减小D、先减小后增大解析:球在三个力的作用下处于平衡。
当球上升时,θ角增大,可用动态的三角形定性分析,作出圆球的受力图,如图8—1甲所示。
从图可见,当球上升时,θ角增大,墙对球的支持力增大,从而球对墙的压力也增大。
故选A正确。
例2:用两根绳子系住一重物,如图8—2所示。
绳OA与天花板间夹角θ不变,当用手拉住绳子OB,使绳OB由水平方向转向竖直方向的过程中,OB绳所受的拉力将()A、始终减小B、始终增大C、先减小后增大D、先增大后减小解析:因物体所受重力的大小、方向始终不变,绳OA拉力的方向始终不变,又因为物体始终处于平衡状态,所受的力必然构成一个三角形,如图8—2甲所示,由图可知OB 绳受的拉力是先减小后增大。
可知答案选C例3:如图8—3所示,质量为m的小球A用细绳拴在天花板上,悬点为O,小球靠在光滑的大球上,处于静止状态。
已知:大球的球心O′在悬点的正下方,其中绳长为l,大球的半径为R,悬点到大球最高点的距离为h。
求对小球的拉力T和小球对大球的压力。
解析:力的三角形图和几何三角形有联系,若两个三角形相似,则可以将力的三角形与几何三角形联系起来,通过边边对应成比例求解。
以小球为研究对象,进行受力分析,如图8—3甲所示,小球受重力mg 、绳的拉力T 、大球的支持力N ,其中重力mg 与拉力T 的合力与支持力N 平衡。
观察图中的特点,可以看出力的矢量三角形(灰色)与几何三角形AOO ′相似,即:T l =mg h R +,N R =mg h R+所以绳的拉力:T =l h R+mg 小球对大球的压力:N ′=N =R h R +mg 例4:如图8—4所示,质点自倾角为α的斜面上方定点O沿光滑的斜槽从静止开始下滑,为使质点在最短时间内从O 点到达斜面,斜槽与竖直方向的夹角β应等于多少?解析:如图8—4甲所示,以经过O 点的竖直线上的一点O′为圆心,OO′为半径作圆,并使该圆与斜面恰好相切于A 点,与OO ′延长线交于B 点。
高中物理奥赛解题方法九估算法
九、估算法方法简介有些物理问题本身的结果,并不一定需要有一个很准确的答案,但是,往往需要我们对事物有一个预测的估计值;有些物理问题的提出,由于本身条件的限制,或者实验中尚未观察到必要的结果,使我们解决问题缺乏必要的已知条件,无法用常规的方法来求出物理问题的准确答案,采用“估算”的方法就能忽略次要因素,抓住问题的主要本质,充分应用物理知识进行快速数量级的计算。
近几年来,竞赛试题中频频出现的各类估算题,的确是判断学生思维能力的好题型。
赛题精析例1:已知地球半径约为6.4×106m ,又知月球绕地球的运动可近似看做匀速圆周运动,则可估算出月球到地心的距离约为 m (结果只何留一位有效数字)。
解析:因为月球绕地球的运动可近似看做匀速圆周运动,所以可根据月球所受的万有引力提供月球做匀速圆周运动所需要的向心力及月球公转周期求解此问题,也可根据地球上的光经月球反射2秒后返回地球的知识估算。
根据运动定律及万有引力定律得:2GMm r = m (2T π)2 r 2GMm R '= m ′ g 由①、②两式代入数据可得r = 4.1×108m (其中T 是月球绕地球旋转周期,T = 30天)例2:估算在室温下,真空度达1.33×10-1Pa 时,容器内空气分子的平均距离。
(取一位有效数字即可)解析:要想求容器内空气分子的平均距离,则可以根据克拉珀龙方程求出每个空气分子所占的体积,由此即可求解。
取1摩尔空气作为研究对象,视每个空气分子所占的空间是以分子间的平均距离a 为边长的立方体,每个分子处在立方体的中心。
则每个空气分子占据的空间的体积为:V 0 = a 3根据克拉珀龙方程,1摩尔空气占据的总体积:V =RT p =00N V = N 0a 3 所以空气分子间平均距离:T = 300K ,代入数据可算得: 分子间平均距离为:a = 1×10-5m例3:密闭容器的气体压强为p = 1×10-5Pa ,温度为27℃ ,估算其中分子的间距(保留一位有效数学字)。
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高中物理奥赛经典一、整体法方法简介整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。
整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。
因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。
灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力,把物理问题变繁为简、变难为易。
赛题精讲例1:如图1—1所示,人和车的质量分别为m和M,人用水平力F拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向,不计滑轮质量及摩擦,若人和车保持相对静止,且水平地面是光滑的,则车的加速度为。
解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才能求解,事实上,人和车保持相对静止,即人和车有相同的加速度,所以可将人和车看做一个整体,对整体用牛顿第二定律求解即可。
将人和车整体作为研究对象,整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。
在竖直方向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为2F,所以有:2F = (M + m)a ,解得:a = 2FM m例2:用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图1—2所示,今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是()解析:表示平衡状态的图是哪一个,关键是要求出两条轻质细绳对小球a和小球b 的拉力的方向,只要拉力方向求出后,。
图就确定了。
整体法第1页(共13页)高中物理奥赛经典先以小球a、b及连线组成的系统为研究对象,系统共受五个力的作用,即两个重力(m a + m b)g ,作用在两个小球上的恒力 F a、F b和上端细线对系统的拉力 T1。
因为系统处于平衡状态,所受合力必为零,由于F a、F b大小相等,方向相反,可以抵消,而(m a+ m b)g的方向竖直向下,所以悬线对系统的拉力T1的方向必然竖直向上。
再以b 球为研究对象, b 球在重力m b g 、恒力F b和连线拉力T2三个力的作用下处于平衡状态,已知恒力向右偏上30°,重力竖直向下,所以平衡时连线拉力T2的方向必与恒力F b和重力m b g的合力方向相反,如图所示,故应选A。
例3:有一个直角架AOB,OA 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,OA上套有小环P,OB上套有小环Q,两个环的质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不何伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图1—4所示。
现将P环向左移动一段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比,OA杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A.N 不变,T 变大B.N 不变,T 变小C.N 变大,T 变小D.N 变大,T 变大解析:先把P、Q看成一个整体,受力如图1—4—甲所示,则绳对两环的拉力为内力,不必考虑,又因OB杆光滑,则杆在竖直方向上对Q无力的作用,所以整体在竖直方向上只受重力和OA杆对它的支持力,所以N不变,始终等于P、Q的重力之和。
再以Q为研究对象,因OB杆光滑,所以细绳拉力的竖直分量等于Q环的重力,当P环向左移动一段距离后,发现细绳和竖直方向夹角a变小,所以在细绳拉力的竖直分量不变的情况下,拉力T应变小。
由以上分析可知应选B。
例4:如图1—5所示,质量为M的劈块,其左右劈面的倾角分别为θ1= 30°、θ2= 45°,质量分别为m1=3kg和m2= 2.0kg的两物块,同时分别从左右劈面的顶端从静止开始下滑,劈块始终与水平面保持相对静止,各相互接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.20 ,求两物块下滑过程中(m1和m2均未达到底端)劈块受到地面的摩擦力。
(g = 10m/s2)解析:选M、m1和m2构成的整体为研究对象,把在相同时间内,M保持静止,m1和m2分别以不同的加速度下滑三个过程视为一个整体过程来研究。
根据各种性质的力产生的条件,在水平方向,整体除受到地面的静摩擦力外,不可能再受到其他力;如果受到静摩擦力,那么此力便是整体在水平方向受到的合外力。
整体法第2页(共13页)高中物理奥赛经典根据系统牛顿第二定律,取水平向左的方向为正方向,则有:F 合 x = Ma′+ m1a1x-m2a2x其中a′、a1x和a2x分别为M、m1和m2在水平方向的加速度的大小,而a′= 0,a1x = g (sin30°-μcos30°) ⋅ cos30°,a2x = g (sin45°-μcos45°) ⋅ cos45°。
所以:F 合 = m1g (sin30°-μcos30°) ⋅ cos30°-m2g (sin45°-μcos45°) ⋅ cos45°= 3 ×10×(12-0.2×23)×23-2.0×10×(22-0.3×22)×22=-2.3N负号表示整体在水平方向受到的合外力的方向与选定的正方向相反。
所以劈块受到地面的摩擦力的大小为2。
3N,方向水平向右。
例5:如图1—6所示,质量为M 的平板小车放在倾角为θ 的光滑斜面上(斜面固定),一质量为m的人在车上沿平板向下运动时,车恰好静止,求人的加速度。
解析:以人、车整体为研究对象,根据系统牛顿运动定律求解。
如图1—6—甲,由系统牛顿第二定律得:(M + m)gsinθ = ma解得人的加速度为 a =M m gsinθm例6:如图1—7所示,质量M = 10kg的木块ABC静置于粗糙的水平地面上,滑动摩擦因数μ= 0.02,在木块的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m = 1.0kg的物块静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s = 1.4m时,其速度v = 1.4m/s ,在这个过程中木块没有动,求地面对木块的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度取g = 10/s2)解析:物块m由静止开始沿木块的斜面下滑,受重力、弹力、摩擦力,在这三个恒力的作用下做匀加速直线运动,由运动学公式可以求出下滑的加速度,物块m是处于不平衡状态,说明木块M一定受到地面给它的摩察力,其大小、方向可根据力的平衡条件求解。
此题也可以将物块m、木块M视为一个整体,根据系统的牛顿第二定律求解。
整体法第3页(共13页)高中物理奥赛经典由运动学公式得物块 m 沿斜面下滑的加速度:a = v 2t − v 02 = v 2t = 1.42 = 0.7m/s 2 2s 2s 2 ⋅1.4以 m 和 M 为研究对象,受力如图 1—7—甲所示。
由系统的牛顿第二定律可解得地面对木块 M 的摩擦力为 f = macosθ = 0.61N ,方向水平向左。
例 7:有一轻质木板 AB 长为 L ,A 端用铰链固定在竖直墙上,另一端用水平轻绳 CB 拉住。
板上依次放着 A 、B 、C 三个圆柱体,半径均为 r ,重均为 G ,木板与墙的夹角为 θ ,如图 1—8 所示,不计一切摩擦,求 BC 绳上的张力。
解析:以木板为研究对象,木板处于力矩平衡状态,若分别以圆柱体 A 、B 、C 为研究对象,求 A 、B 、C 对木板的压力,非常麻烦,且容易出错。
若将 A 、B 、C 整体作为研究对象,则会使问题简单化。
以 A 、B 、C 整体为研究对象,整体受到重力 3G 、木板的支持力 F 和墙对整体的支持力 F N ,其中重力的方向竖直向下,如图 1—8—甲所示。
合重力经过圆柱 B 的轴心,墙的支持力 F N 垂直于墙面,并经过圆柱 C 的轴心,木板给的支持力 F 垂直于木板。
由于整体处于平衡状态,此三力不平行必共点,即木板给的支持力 F 必然过合重力墙的支持力 F N 的交点。
根据共点力平衡的条件:ΣF = 0 ,可得:F = sin 3G θ 。
由几何关系可求出 F 的力臂 L = 2rsin 2θ + r + r·cotθsin θ以木板为研究对象,受力如图 1—8—乙所示,选 A 点为转轴,根据力矩平衡条件 ΣM = 0 ,有:F ⋅ L = T ⋅ Lcosθ3Gr(2sin 2 θ + 1 + cot θ) sin θ 即: = T ⋅ Lcosθ sin θ解得绳 CB 的张力:T = 3Gr (2tanθ + 1 + cos θ ) 图 1—8 乙 L sin 2 θ⋅ cos θ例 8:质量为 1.0kg 的小球从高 20m 处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为 5.0m ,小球与软垫接触的时间为 1.0s ,在接触时间内小球受合力的冲量大小为(空气阻 力不计,取 g = 10m/s 2) ( ) A .10N ⋅ s B .20 N ⋅ s C .30 N ⋅ s D .40 N ⋅ s解析:小球从静止释放后,经下落、接触软垫、反弹上升三个过程后到达最高点。
动量没有变化,初、末动量均为零,如图1—9 所示。
这时不要分开过程求解,而是要把小球运动的三个过程作为一个整体来求解。
设小球与软垫接触时间内小球受到合力的冲量大小为 I ,下落高度为 H 1 ,下落时间为 t 1 ,接触反弹上升的高度为 H 2 ,上升的时间为 t 2 ,则以竖直向上为正方向,根据动量定理得:图 1—9-mg ⋅ t 1 + I -mg ⋅ t 2 = 0整体法第4页(共13页)高中物理奥赛经典而t1= 2H1 ,t2= 2H2g g故:I = m( 2gH1 + 2gH2 ) = 30N ⋅ s答案:C例9:总质量为M的列车以匀速率v0在平直轨道上行驶,各车厢受的阻力都是车重的k 倍,而与车速无关。
某时刻列车后部质量为m 的车厢脱钩,而机车的牵引力不变,则脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度是多少?解析:此题求脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度,就机车来说,在车厢脱钩后,开始做匀加速直线运动,而脱钩后的车厢做匀减速运动,由此可见,求机车的速度可用匀变速直线运动公式和牛顿第二定律求解。
现在若把整个列车当作一个整体,整个列车在脱钩前后所受合外力都为零,所以整个列车动量守恒,因而可用动量守恒定律求解。
根据动量守恒定律,得:Mv0= (M-m)V即:V =Mv0 M − m即脱钩的车厢刚停下的瞬间,前面列车的速度为Mv。
M − m【说明】显然此题用整体法以列车整体为研究对象,应用动量守恒定律求解比用运动学公式和牛顿第二定律求简单、快速。