高一物理解题方法技巧窍门

高中物理解题方法和应试技巧

一、解答物理问题的常用方法 方法一 隔离法和整体法

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．

例：如下图所示，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？ 【解析】 设绳子的拉力为F T ，水平面对球的支持力为F N ，选其中某一个球为研究对象，发生滑动的临界条件是

F T sin α2

＝μF N ① 又F T cos α2

＝1

2

F ②

再取整体为研究对象，由平衡条件得F ＋2F N ＝2G ③ 联立①②③式得F ＝2μG

tan α2＋μ

.

方法二 等效法

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.运动的等效 ：由于合运动和分运动具有等效性，所以平抛运动可看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。“小船过河”中小船的运动可以看作是沿水流的方向的匀速直线运动和垂直于河岸方向的匀速直线运动的合运动。 在计算大小不变方向变化的阻力做功时，如空气阻力做功的时候，可以应用公式Ｗ＝ｆＳ，只是式中的Ｓ是路程而不是位移，不管物体的运动方向如何变，均可等效为恒力ｆ作用下的单向直线运动。

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．

4.模型的等效：等效就是相互替代的效果相同。利用等效法，不仅可以使非理想模型变为理想模型，使复杂问题变成简单问题，而且可以使感性认识上升到理性认识，使一般理性认识升华到更深层次。在解题过程中，我们应用最多的、最典型的物理模型并不是很多，如碰撞模型、人船模型、子弹射木块模型、卫星模型、弹簧振子模型等等。

5.实验原理的等效：在高中物理力学实验中，几乎可以说离开了等效的思想将“寸步难行”。

在《力的测量》中根据平衡的条件，利用等效的观点，将我们要测量的力等效为弹簧中的弹力，将物体受到的重力等效为处于平衡状态的物体受到的支持面的支持力或悬挂物的拉力。

在《验证力的平行四边形定则》实验中更是充分运用了等效的观点。用一个力的作用效果与两个力的作用效果相同――使橡皮筋伸长至某一位置，从而得到这一个力可以等效为那两个力。

在《验证动量守恒定律》实验中等效的运用更是达到了极至。由于小球作从相同的高度开始做平抛运动，所以其在空中的飞行时间相同。取飞行时间为单位时间，可以用水平射程来表示水平方向的速度。也就是水平速度由水平射程等效替代。

例1：如图所示，一半径为R的光滑圆弧槽∠POM<50，P为圆弧槽的最低点，且OP在竖直方向上，以小球B从N点由静止开始释放，另一小球A同时从O点由静止开始释放，问哪个球先到达P点。

【解析】A球的运动过程很明显自由落体运动，根据自由落体运动的公式R=gt2/2，得。但是B球做的是什么样的运动，满足什么规律，这好像很难回答。然而通过对运动过程中B小球的受力情况分析发现，B球的运动模型完全可以等效为摆长为R的单摆模型。如此本题B从N点运

动至P点，经历四分之一周期。根据单摆的周期公式，可得，所以tA

例2：如图所示，两个底面积都是S的圆桶放在同一说平面上，桶内装水，水面高度分别h1和h2，已知水的密度为ρ，现把连接两桶的阀门K打开，直至两桶水面高度相等，这一过程中，水的重力势能如何变化？变化多少？水的动能如何变化？变化多少（不计阻力）

【解析】本题中阀门K打开后，左桶中的水逐渐流向右桶，直至两桶水面高度相等。这一过程中我们无需详求其中的细节。如果观察开始的状态和结束的状态（如图）。整个过程可等效为左桶中(h1+h2)/2高度以上的部分即阴影部分移动到右桶中阴影部分。

这一部分水的质量m=ρS(h1+h2)/2；重心下降高度h=(h1-h2) /2；

所以在不计阻力的情况下，水的重力势能减小，减小了ρgS(h12-h22)/4。水的动能增加，增加了ρgS(h12-h22)/4。

方法三极值法

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．

2．判别式法，即方程ax2＋bx＋c＝0有实根时，Δ＝b2－4ac≥0.

3．二次函数法，即y ＝ax 2

＋bx ＋c ，若a >0，则当x ＝－b

2a 时，有y min ＝(4ac －b 2

)/(4a )；若a <0，则当x ＝－b

2a 时，有y max ＝(4ac －b 2

)/(4a )．

4．三角函数法，如y ＝a sin α＋b cos α的最小值为－a 2

＋b 2

，最大值为a 2

＋b 2

.

例：如下图所示，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？

【解析】 (1)小球从半圆形轨道的最高点C 处做平抛运动又回到A 点，设小球在C 点的速度为v C ，小球从C 点运动到A 点所用的时间为t 在水平方向：x ＝v C t ① 在竖直方向：2R ＝12gt 2② 联立①②式得v C ＝x

2

g R

③ 对小球从A 点到C 点，由动能定理有：W F －mg ·2R ＝12

mv 2C ④ 解得：W F ＝

mg

16R 2

＋x 2

8R

.⑤

(2)要使力F 做功最少，确定x 的取值，由W F ＝2mgR ＋12

mv 2

C 知，只要小球在C 点速度最小，则W F 就最小．若小球恰好能通过C 点，设其在C 点的速度最小为v

由牛顿第二定律有：mg ＝mv 2R ，则v ＝Rg ⑥ 由③⑥有：x

2

g

R

＝Rg 解得：x ＝2R ，⑦ 即当x ＝2R 时，W F 最小，最小的功为W F ＝5

2

mgR .⑧

(3)由⑤式W F ＝mg 16R 2＋x 28R 及W F ＝Fx 得：F ＝18mg (16R x ＋x

R )⑨

F 有最小值的条件是：

16R x ＝x

R

，即x ＝4R ⑩ 由⑨⑩解得最小推力为：F ＝mg .