學(xué)案中學(xué)物理方法一

學(xué)案中學(xué)物理方法一第一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型一圖象法 中學(xué)物理中常見的圖象類型，整個(gè)高中物理教材中有很多種不同類型的圖象,按圖形可分以下幾類（見下表）類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義直線型y=c

①勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象②電容器的C-U或C-Q圖象①做勻速運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度是恒矢量②對(duì)于給定的電容器,其電容是恒定的第二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義直線型y=kx

①v0=0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象（若v0≠0,則截距不為零）②純電組電路的U-I圖象③電容器的Q-U圖象①表示速度大小隨時(shí)間線性增加②表示純電阻電路中I隨導(dǎo)體兩端電壓線性增加③電容器所帶的電荷量Q與兩極板間電壓U成正比第三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義直線型y=a-kx

①勻減速運(yùn)動(dòng)中的v-t圖象②閉合電路的U-I圖象（U=E-Ir）

①表示物體的速度大小隨時(shí)間線性減?、诒硎径穗妷弘S電流的增大而減小

第四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義拋物線型y=kx2

①小燈泡消耗的實(shí)際功率與外加電壓的關(guān)系P-U圖象②x=_

at2中的x-t圖象①表示小燈泡消耗的實(shí)際功率隨電壓的增大而增大,且增大得越來越快②表示位移隨時(shí)間增加且增加得越來越快

第五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義雙拋物線型y=x

①純電阻電路U-R圖象（U=R）②純電阻電路的η-R圖象（η=×100%）①表示純電阻電路中電源的端電壓隨電阻而非線性增加②表示純電阻電路中電源效率隨R非線性增加第六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義雙拋物線型

y=①純電阻外電路的I-R圖象（I=

）②純電阻電路的U內(nèi)-R圖象（U內(nèi)=

）③純電阻電路的P總-R圖象（P總=

）

①表示外電路純電阻時(shí),閉合電路中電流隨外電阻增加而非線性減小②表示電源中內(nèi)電壓隨外電阻增加而非線性減?、坶]合電路中的總功率隨外電阻的增加而非線性減小

第七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義正余弦曲線型

y=Asinωx①振動(dòng)的x-t圖象②波動(dòng)的y-x圖象③交流電的e-t或i-t圖象①表示某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間按正（或余）弦規(guī)律變化②表示波在介質(zhì)中傳播時(shí)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻離開平衡位置的位移③表示矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的e和i隨時(shí)間變化的規(guī)律第八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型圖線及其函數(shù)形式典型例子物理意義其他型

y=①共振曲線的A-f圖象②電源的P出-R圖象

①受迫振動(dòng)的物體的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率的變化規(guī)律②閉合電路中電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律

第九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日例1如圖1（a）所示,木板與水平面間的夾角θ可以隨意改變,可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動(dòng),所能上升的最大距離記為x,今改變?chǔ)榷箈隨之改變,根據(jù)所測(cè)量的若干組數(shù)據(jù)可以描繪出x-θ曲線如圖1（b）所示,若木板足夠長(zhǎng),重力加速度g取10m/s2,試根據(jù)x-θ曲線和相關(guān)的物理規(guī)律,求:圖1第十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）小物塊的初速率v0；（2）小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）對(duì)應(yīng)于x-θ曲線上x取最小值的P點(diǎn)的坐標(biāo).解析（1）由圖象可知，當(dāng)θ1=π/2時(shí),x1=5m,此時(shí)小物塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)可得v0= m/s=10m/s（2）由圖象可知，當(dāng)θ2=0時(shí),x2=10m,此時(shí)木板水平由動(dòng)能定理得:0-mv02=-μmgx2μ= =0.5第十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）當(dāng)板與水平方向夾角為θ時(shí),沿斜面上滑的距離為x,由動(dòng)能定理得:0-mv02=-mgx·sinθ-μmgx·cosθ即x=令a=sinθ+μcosθ=（sinθ+cosθ）設(shè)cosα= ,所以a= sin（α+θ）,α+θ=時(shí),a存在最大值am= ,第十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日sinθ0=cosα= = θ０＝arcsin對(duì)應(yīng)x的最小值為xmin= m=2mP點(diǎn)的坐標(biāo)值（arcsin,）.答案（1）10m/s（2）0.5（3）（arcsin,）第十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日解題歸納圖象類試題是常見題,首先要從弄清圖象中兩個(gè)坐標(biāo)軸表示的是哪兩個(gè)量之間的關(guān)系,再關(guān)鍵是掌握?qǐng)D象所表示的函數(shù)關(guān)系并能與物理情境聯(lián)系起來.然后關(guān)注圖象上的信息:如斜率、坐標(biāo)軸截距、交點(diǎn)坐標(biāo)、面積、特殊數(shù)值等等,這些值往往對(duì)解題有突破性作用.關(guān)鍵是“圖象與方程一一對(duì)應(yīng)”.第十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型二整體法和隔離法1.整體法 就是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體,受力分析時(shí),只分析這一整體之外的物體對(duì)整體的作用力,不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力.2.隔離法 就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系中假想地隔離出來,只分析該物體以外的物體對(duì)該物體的作用力,不考慮其他物體所受的作用力.

當(dāng)所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí),應(yīng)用整體分析法,這時(shí)不必考慮內(nèi)力的作用;當(dāng)所涉及的物理問題是物體間的作用時(shí),應(yīng)用隔離分析法,這時(shí)原整體中相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力.第十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日例2（2009·南京模擬）如圖2所示,物 體A放在物體B上,物體B放在光滑的水 平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B間 動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,A物上系一細(xì)線,細(xì) 線能承受的最大拉力是20N,水平向右拉細(xì)線,下述中正確的是（g取10m/s2） （ ）

A.當(dāng)拉力F<12N時(shí),A靜止不動(dòng)

B.當(dāng)拉力F>12N時(shí),A相對(duì)B滑動(dòng)

C.當(dāng)拉力F=16N時(shí),B受A摩擦力等于4N D.在繩可以承受的范圍內(nèi),無論拉力F多大,A相對(duì)B

始終靜止圖2第十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日解析A、B間的最大靜摩擦力Ffm=μmAg=0.2×6×10N=12N,當(dāng)F=16N時(shí),A、B整體加速度a= m/s2=2m/s2,則A、B間摩擦力Ff=mBa=2×2N=4N<Ffm,選項(xiàng)C正確；當(dāng)F=20N時(shí),a= m/s2=2.5m/s2,則A、B間摩擦力Ff=mBa=2×2.5m/s2=5N<Ffm,所以選項(xiàng)D正確,B錯(cuò)誤；由于地面光滑,只要F≠0,則A、B整體就會(huì)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案

CD第十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日預(yù)測(cè)2如圖3所示,兩金屬桿ab和cd長(zhǎng)均為L(zhǎng),電阻均為R,質(zhì)量分別為M和m,M>m.用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路,并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè),兩金屬桿都處于水平位置.整個(gè)裝置處于一個(gè)與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將兩棒和導(dǎo)線組成系統(tǒng)由靜止釋放,經(jīng)過一段時(shí)間后金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng),求運(yùn)動(dòng)的速度.圖3第十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日解析設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)速度為v回路中電動(dòng)勢(shì)E=2BLv ①I= ②對(duì)棒ab:Mg-FT-ILB=0 ③對(duì)棒cd:FT-mg-ILB=0 ④解①②③④得v=答案第十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型三臨界法利用臨界值的特點(diǎn)解決物理問題,一般思路是通過分析過程,抓住臨界狀態(tài),確定臨界條件,從而建立臨界方程.臨界值主要有以下幾方面的應(yīng)用:1.挖掘隱含的臨界條件 挖掘隱含的臨界條件的基本方法有兩種:（1）抓住關(guān)鍵性的字眼,理解其物理意義,找出臨界 條件.題中往往有“至多”“最大”“恰好”“剛剛”等詞語,

說明物體正處在臨界狀態(tài).（2）縝密分析題意,由變化過程的前后聯(lián)系,找準(zhǔn)銜接 點(diǎn),從而確定臨界條件.第二十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日2.比較物理?xiàng)l件或物理狀態(tài) 研究某些問題時(shí),對(duì)某狀態(tài)（或某條件）所對(duì)應(yīng)的物理過程一時(shí)難以確定,我們可以設(shè)法找出臨界狀態(tài)值作為判斷的依據(jù),確定某狀態(tài)（或某條件）下所對(duì)應(yīng)的物理過程.3.確定物理量的區(qū)間范圍 物理量變化范圍的邊界值,也就是一個(gè)臨界條件.因而可以將求解物理量的區(qū)間范圍問題轉(zhuǎn)化為求解臨界條件下的臨界值問題.第二十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日例3圖4中的AOB是游樂場(chǎng)中的滑道模 型,它位于豎直平面內(nèi),由兩個(gè)半徑都 是R的圓周連接而成,它們的圓心

O1、O2與兩圓弧的連接點(diǎn)O在同一豎 直直線上,O2B沿水池的水面.一質(zhì)量為

m的小滑塊可由弧AO的A點(diǎn)從靜止開始下滑.（1）若小滑塊下滑到O點(diǎn),求此時(shí)小滑塊的速度及小滑塊對(duì)滑道的壓力;（2）若小滑塊剛滑過O點(diǎn)時(shí)恰對(duì)滑道無壓力，求小滑塊從何處開始下滑并求出滑塊落在水平面的位置與O2之間的距離（用該處到O1的連線與過O1的豎直線的夾角表示）;圖4第二十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）若小滑塊從O點(diǎn)由靜止開始下滑到脫離滑道,求:小滑塊在何處將脫離滑道?（用該處到O2的連線與過O2的豎直線的夾角表示）解析（1）設(shè)小滑塊到O時(shí)的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律可得mgR=mv02,得v0=方向水平向右對(duì)在O點(diǎn)位置時(shí)的小滑塊進(jìn)行受力分析,得F-mg= ，得F=3mg根據(jù)牛頓第三定律知,小滑塊對(duì)滑道的壓力大小是3mg,方向豎直向下.第二十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）若小滑塊下滑到O點(diǎn)恰好對(duì)滑道無壓力,則有mg=假設(shè)從P處釋放滑塊,PO1與OO1夾角為α,則由機(jī)械能守恒定律可得mgR（1-cosα）=mv2,解以上兩式得α=60°從O點(diǎn)開始滑塊做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)滑塊落在C點(diǎn),有R=gt2 x=vt,得x=R第二十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）設(shè)在Q處滑塊脫離滑道,O2Q與OO2的夾角為β,滑塊在Q處有mgcosβ=由機(jī)械能守恒定律得mgR（1-cosβ）=mv12得cosβ=2/3 β=arccos2/3.答案（1） 方向水平向右3mg（2）R （3）arccos2/3第二十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日類型四極限類推法極限類推法是根據(jù)有關(guān)物理規(guī)律,在不超出該規(guī)律適用的環(huán)境條件下,對(duì)其所涉及的變量作合理的延伸,并通過對(duì)變量取特殊值（一般為極限值）進(jìn)行比較,作出相關(guān)的判斷的一種解題方法.該方法適用的題型多為客觀選擇題,其優(yōu)點(diǎn)是速度快,準(zhǔn)確度高.1.對(duì)單調(diào)變化的物理過程:常采用對(duì)物理過程初狀態(tài)和極限狀態(tài)賦值分析對(duì)比,判斷出物理過程變化的趨勢(shì).2.對(duì)非單調(diào)變化的物理過程（僅限于物理過程變化隱含一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),并且初狀態(tài)和極限狀態(tài)賦值結(jié)果接近）.3.對(duì)于非單調(diào)變化的物理過程,采用對(duì)物理過程初狀態(tài)和極限狀態(tài)賦值,結(jié)果接近；再對(duì)物理過程中間狀態(tài)賦值,其結(jié)果常與上不同,由于物理過程變化只隱含一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),通過比較,可判斷出物理過程變化的趨勢(shì).第二十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日例4（2009·運(yùn)河中學(xué)）豎直墻壁與水平地面均光滑 且絕緣,小球A、B帶有同種電荷,用指向墻面的水 平推力F作用于小球B,兩球分別靜止在豎直墻面和 水平地面上,如圖5所示.如果將小球B向左推動(dòng)少許,

當(dāng)兩球重新達(dá)到平衡時(shí),與原來的平衡狀態(tài)相比較 （ ）

A.推力F變大

B.豎直墻壁對(duì)小球A的彈力不變

C.地面對(duì)小球B的支持力不變

D.兩個(gè)小球之間的距離變大圖5第二十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

解析運(yùn)用極限法,即考慮把B推到墻角時(shí)的狀態(tài),再隔離A球,易知B對(duì)A的庫(kù)侖力豎直向上,即與A的重力平衡,可見此時(shí)墻面對(duì)A的支持力FA為零,所以與原來的平衡狀態(tài)相比豎直墻壁對(duì)小球A的彈力變小,B項(xiàng)錯(cuò)；由整體法可知,推力F與FA平衡,地面對(duì)B球的支持力FB等于A和B構(gòu)成系統(tǒng)的總重力,所以F將變小,FB不變,A項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)；在其他情況下庫(kù)侖力需平衡A的重力和支持力FA,因此庫(kù)侖力將減小,而其電荷量不變,根據(jù)庫(kù)侖定律知兩個(gè)小球之間的距離變大,所以D項(xiàng)正確.

答案CD第二十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日1.（2009·山東·17）某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖6所示,據(jù)此判斷四個(gè)選項(xiàng)中（F表示物體所受合力,x表示物體的位移）正確的是 （ ）圖6第二十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日解析根據(jù)v-t圖象0~2s與6s~8s兩段時(shí)間內(nèi)加速度相同,合力方向相同；2s~6s內(nèi)加速度方向未變,合力方向不變.但0~2s內(nèi)的合力與2s~6s內(nèi)的合力方向相反,因此選項(xiàng)B正確.0~4s內(nèi)物體位移不斷增大,4s末達(dá)到最大值,且反向運(yùn)動(dòng),8s末返回出發(fā)點(diǎn),故C、D錯(cuò).答案B第三十頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日2.（2008·全國(guó)卷Ⅱ·16）如圖7所示,一 固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A

和B緊挨著勻速下滑,A與B的接觸面光 滑.已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是

B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍,斜面 傾角為α,B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 （ ）

A.tanα B.cotα C.tanα D.cotα

解析將A、B整體作為研究對(duì)象,Ff=FfA+FfB=μmgcosα+2μmgcosα,由受力平衡得Ff=2mgsinα,即3μmgcosα=2mgsinα,解得μ=tanα,選項(xiàng)A正確.A圖7第三十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日3.（2009·全國(guó)卷Ⅱ·17）圖8為測(cè)量某 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線,

用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻 連接成電路,測(cè)得路端電壓為4.8V.則 該電路可能是下圖中的 （ ）圖8第三十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

解析由U-I圖象可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)電阻r= Ω=0.5Ω,外電路連接電阻R時(shí)路端電壓為4.8V,由閉合電路的歐姆定律得

E=U+Ir

I= A=2.4A 又I= 所以R=-r=（ -0.5）Ω=2Ω,選項(xiàng)A、B、C、D四個(gè)電路的外電路電阻分別是1Ω、2Ω、9Ω、4.5Ω,因此只有選項(xiàng)B正確. 答案B第三十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日4.如圖9所示,光滑絕緣、互相垂直 的固定墻壁PO、OQ豎立在光滑 絕緣的水平地面上,地面上方有一 平行地面的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,場(chǎng)強(qiáng)方向水 平向左且垂直于墻壁PO,質(zhì)量相同 且?guī)N正電荷的A、B兩小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）放置在光滑絕緣的水平地面上,A球受平行于墻壁PO的推力F作用,A、B兩小球均緊靠墻壁而處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)兩球之間的距離為L(zhǎng).若使小球A在推力F的作用下沿墻壁PO向著O點(diǎn)移動(dòng)一小段距離后,小球A與B重新處于靜止?fàn)顟B(tài),則與原來比較（兩小球所帶電荷量保持不變） （ ）圖9第三十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

A.A球?qū)球作用的靜電力增大

B.A球?qū)球作用的靜電力減小

C.墻壁PO對(duì)A球的彈力不變

D.兩球之間的距離減小,力F增大 答案AD第三十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日5.（2009·四川卷·17）如圖10甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,R1=20Ω,R2=30Ω,C為電容器.已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示,則 （ ）圖10第三十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日

A.交流電的頻率為0.02Hz B.原線圈輸入電壓的最大值為200V C.電阻R2的電功率約為6.67W D.通過R3的電流始終為零

解析由圖象可知該交流電的周期為0.02s,所以頻 率為50Hz,A錯(cuò)誤；因?yàn)樽儔浩鬏敵鲭妷鹤畲笾禐?/p>

20×1V=20V,所以變壓器原線圈電壓的最大值為

20×10V=200V,B錯(cuò)誤；R2的功率P2= W =6.67W,C正確；因?yàn)殡娙萜骺梢酝ㄟ^交流電,所以 電阻R3中的電流不是始終為零,D錯(cuò)誤.

答案C第三十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日6.（2009·浙江卷·24）某校物理興趣 小組決定舉行遙控賽車比賽.比賽 路徑如圖11所示,賽車從起點(diǎn)A出 發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L后,由B點(diǎn) 進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道,離 開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),并能越過壕溝.已知賽車質(zhì)量m=0.1kg,通電后以額定功率P=1.5W工作,進(jìn)入豎直圓軌道前受到的阻力恒為0.3N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,x=1.50m.問:要使賽車完成比賽,電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？（取g=10m/s2）圖11第三十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，2022年，8月28日解析設(shè)賽車越過壕溝需要的最小速度為v1,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律x=v1t，h=gt2解得v1=x=3m/s設(shè)賽車恰好越過圓軌道,對(duì)應(yīng)圓軌道最高點(diǎn)的速度為v2,最低點(diǎn)速度為v3,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及機(jī)械能守恒定律得mg=mv22/R

mv32=mv22+mg（2