物理解题方法与技巧

高考总复习专题

物理解题方法与技巧

要学好物理，离不开解题．中学物理解题中，涉及到多种解题方法，如：隔离法、整体法、等效法、假设法、图象法、对称法、类比法、极限法、割补法、微元法……等等．在高考复习中，要重视解题过程的思维方法训练，使知识和能力实现新的飞跃．

一、整体法和隔离法

物理习题中，所涉及的研究对象往往不是一个单独的物体、或单一的孤立过程．

如果把所涉及到的多个物体、多个过程作为一个整体来考虑，这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法；而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法，则称为隔离法．

处理好二者的关系，可以找出解题的捷径．

【思考题1】

在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如图所示．已知m1>m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（）

A．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右

B．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左

C．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定

D．没有摩擦力的作用

【分析与解答】

由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D．

【点评】

本题若以三角形木块a为研究对象，分析b和c对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了．

【同类变式题1】

如图所示，在粗糙水平地面上放一个三角形木块a，若物块b在a的斜面上匀速下滑，则（）

A．a保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势

B．a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势

C．a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势

D．因未给出所需的数据，故无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断【答案】A

【同类变式题2】

如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中

A．地面对物体M的摩擦力先向左后向右

B．地面对物体M的摩擦力方向没有改变

C．地面对物体M的支持力总小于(M＋m)g

D．物块m上、下滑动时的加速度大小相同

【答案】BC

【思考题2】

质量为4kg的铅球，从离沙坑1.8m的高处自由落下．铅球落进沙坑后陷入0.2m深而停止运动，求沙坑对铅球的平均阻力(g取10m／s2)．

【分析与解答】铅球在前一段作自由落体运动，后一段作匀减速运动．对前一段可用机械能守恒求解，后一段可用动能定理求解．

如果用整体法处理，把开始下落到最终停止看成一个过程，运用动能定理列式，将很快得到结果：

由W=ΔE k即mg（h+s）－fs = 0－0

可得：f=（h+s）mg / s=（1.8+0.2）×4×10／0.2 = 400N

【点评】此题我们用动能定理列式时，把两段过程处理成一个过程，求解就便捷得多了．

【思考题3】

一个质量为m 、带有电荷为－q 的小物体可在水平轨道Ox 上运动，O 端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E ，方向沿Ox 正方向，如图所示．今小物体以初速度v 0从x 0点沿Ox 轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦阻力f 作用，且f < Eq ．设小物体与墙碰撞时不损失机械能且其电量保

持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s ．

【分析与解答】

由于Eq > f ，故小物体在任何一个x ≠0的位置，其受力均不可能平衡，则小物体最后静止只可能是靠在墙上即位于x ＝0处．从能量的转化和守恒关系看，其损失的动能和电势能都是由于小物体在运动中克服摩擦阻力做功而转化成了内能，这一关系为 qEx 0－fs ＝0－

202

1mv 解得小物体停止运动前所通过的总路程 s ＝f

mv qEx 222

0 ．

【点评】 小物体在电场力qE 和摩擦力f 两力作用下的运动是匀变速运动，若根据匀变速运动的规律，求小物体无限多次地与墙壁相碰的往返路程，按无穷递缩等比数列求和的方法求解，同样可以得到上述答案，但过程要复杂得多．

【思考题4】

如图所示，质量为2m 的物块A 和质量为m 的物块B 与地面的摩擦均不计．在已知水平推力F 的作用下，A 、B 做加速运动。A 对B 的作用力为多大?

【分析与解答】

取A 、B 整体为研究对象，其水平方向只受一个力F 的作用 根据牛顿第二定律知: F ＝（２m ＋m ）a 得 a ＝F ／３ｍ 取B 为研究对象，其水平方向只受A 的作用力F 1，

根据牛顿第二定律知: Ｆ1＝ｍa 故A 对B 的作用力Ｆ1＝Ｆ／３ 【点评】对连结体问题，通常先取整体为研究对象求出整体的加速度，然后再根据题目要求的问题取某一个物体为研究对象分析和计算，解题中根据需要将整体法和隔离法交叉运用．

在物理的学习中，学会对整体的、局部的、对变化全过程、对变化过程的细节进行细致的分析是一项十分重要的基本功。

二、等效法

“等效”思想是研究和解决物理学问题的一种很重要的思想。

“等效”是指从效果相同出发，对所研究的对象提出一些方案进行研究的一种方法，以简化求解过程．

如力学中合力和分力的等效代替，运动学中的合运动和分运动的等效代替、电学中电路的等效以及物理模型的等效和物理过程的等效……等等.

【思考题5】

如图所示，AB 为一光滑球面，O 为球心，C 为球面的最低点，小球1自偏离C 点少许的位置A 由静止开始沿球面滑向最低点C 点，同时有另一小球2自球心O 处由静止开始自由下落，问谁先到达最低点C 点．

【提示】从等效物理模型角度分析

【分析与解答】

小球1沿球面滑动中，仅受到球面对它的弹力(总指向球心)和重力作用，与一个摆长为R 的单摆的摆球运动情况相同，则小球1自出发到到达最低点C 所用的时间为对应单摆周期的

4

1

， 即 t 1＝

41T ＝4

1

×2πg R ＝

g

R 2 ， 小球2做自由落体运动，其到达最低点C 所需的时间为 t 2＝g

R

2． 比较以上两式可见t 1>t 2，即小球2先到达最低点C ．

【思考题6】

半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m 、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场．如图所示。珠子所受静电力是其重力的

4

3

倍．将珠子从环上最低位置A 点静止释放．则珠子所能获得的最大动能E k ＝？

【提示】从等效场的角度分析