高考物理思想與物理方法1省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

專題六物理思想與物理方法一、隔離分析法與整體分析法隔離分析法是把選定研究對象從所在物理情境中抽取出來，加以研究分析一個方法.需要用隔離法分析問題，往往都有幾個研究對象，應(yīng)對它們逐一隔離分析、列式.而且還要找出這些隔離體之間聯(lián)絡(luò)，從而聯(lián)立求解.概括其要領(lǐng)就是：先隔離分析，后聯(lián)立求解.1.隔離法.1/15【例1】如圖6-1所表示，跨過滑輪細繩兩端分別系有m1=1kg、m2=2kg物體A和B.滑輪質(zhì)量m=0.2kg，不計繩與滑輪摩擦，要使B靜止在地面上，則向上拉力F不能超出多大?圖6-1專題六物理思想與物理方法2/15專題六物理思想與物理方法【解析】(1)先以B為研究對象，當(dāng)B即將離開地面時，地面對它支持力為0.它只受到重力mBg和繩子拉力T作用，且有：T-mBg=0.(2)再以A為研究對象，在B即將離地時，A受到重力和拉力作用，因為T=mBg＞mAg，所表示A將加速上升.有T-mAg=mAaA.3/15專題六物理思想與物理方法(3)最終以滑輪為研究對象，此時滑輪受到四個力作用：重力、拉力、兩邊繩子兩個拉力T.有F-mg-2T=ma.

這里需要注意是：在A上升距離s時，滑輪只上升了s/2，故A加速度為滑輪加速度2倍，即：aA=2a.

由以上四式聯(lián)立求解得：F=43N.4/15專題六物理思想與物理方法2.整體分析法.

整體分析法是把一個物體系統(tǒng)(內(nèi)含幾個物體)看成一個整體，或者是著眼于物體運動全過程，而不考慮各階段不一樣運動情況一個分析方法.5/15專題六物理思想與物理方法【例2】如圖6-2所表示，質(zhì)量0.5kg、長1.2m金屬盒，放在水平桌面上，它與桌面間動摩擦因數(shù)

=0.125.在盒內(nèi)右端放著質(zhì)量也是0.5kg、半徑0.1m彈性小球，球與盒接觸光滑.若在盒左端給盒以水平向右1.5N·s沖量，設(shè)盒在運動中與球碰撞時間極短，且無能量損失.求：盒從開始運動到完全停頓所經(jīng)過旅程是多少?(g取10m/s２)圖6-26/15專題六物理思想與物理方法【解析】此題中盒與球交替做不一樣形式運動，若用隔離法分段求解，將非常復(fù)雜.我們能夠把盒和球交替運動過程看成是在地面摩擦力作用下系統(tǒng)動能損耗整體過程.

這個系統(tǒng)運動剛開始所含有動能即為盒動能

mv02/2=p2/2m=1.52/(2×0.5)=2.25J

整體在運動中受到摩擦力：

f=N=2mg=10×0.125=1.25N

依據(jù)動能定理，可得-fs=0-mv02/2,s=1.8m7/15專題六物理思想與物理方法【解題回顧】不少同學(xué)分析完球與盒相互作用和運動過程后，用隔離法分段求解.先判斷盒與球能否相撞，碰撞后交換速度，再求盒第二次運動旅程，再把各段旅程相加.對有限次碰撞尚能了解，但假如起初初動能很大，將會發(fā)生屢次碰撞，碰到這種情況時，同學(xué)們會想到整體法嗎?8/15專題六物理思想與物理方法二、極值法與端值法極值問題是中學(xué)物理中常見一類問題.在物理狀態(tài)發(fā)生改變過程中，某一個物理量改變函數(shù)可能不是單調(diào)，它可能有最大值或最小值.分析極值問題思緒有兩種：一個是把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，純粹從數(shù)學(xué)角度去討論或求解某一個物理函數(shù)極值.它采取方法也是代數(shù)、三角、幾何等數(shù)學(xué)方法；另一個是依據(jù)物體在狀態(tài)改變過程中受到物理規(guī)律約束、限制來求極值.它采取方法是物理分析法.9/15專題六物理思想與物理方法【例3】如圖6-3所表示，一輛有四分之一圓弧小車停在不光滑水平地面上，質(zhì)量為m小球從靜止開始由車頂端無摩擦滑下，且小車一直保持靜止?fàn)顟B(tài).試分析：當(dāng)小球運動到什么位置時，地面對小車靜摩擦力最大?最大值為多少?圖6-310/15專題六物理思想與物理方法【解析】設(shè)圓弧半徑為R，當(dāng)小球運動到重力與半徑夾角為

時，速度為v.依據(jù)機械能守恒定律和牛頓第二定律有:mv2/2=mgRcos

N-mgcos

=mv2/R

解得小球?qū)π≤噳毫?N=3mgcos

其水平分量為Nx=3mgcossin=3mgsin2/2

依據(jù)平衡條件，地面對小車靜摩擦力水平向右，大小為：f=Nx=3mgsin2/2

能夠看出：當(dāng)sin2=1,即

=45°時地面對車靜摩擦力最大，其值為fmax=3mg/211/15專題六物理思想與物理方法【例4】如圖6-4，娛樂場空中列車由許多節(jié)完全相同車廂組成，列車先沿水平軌道行駛，然后滑上半徑為R空中圓環(huán)形光滑軌道.若列車全長為L(L＞2R)，R遠大于一節(jié)車廂長度和高度，那么列車在運行到圓環(huán)前速度v0最少多大，才能使整個列車安全經(jīng)過圓環(huán)軌道?圖6-412/15專題六物理思想與物理方法【解析】滑上軌道前列車速度最小值v0與軌道最高處車廂應(yīng)含有速度最小值v相對應(yīng).這里v代表車廂恰能滑到最高處，且對軌道無彈力臨界狀態(tài).由:mg=mv2/R

得:v=13/15專題六物理思想與物理方法

因軌道光滑，依據(jù)機械能守恒定律，列車在滑上軌道前動能應(yīng)等于列車都能安全經(jīng)過軌道時應(yīng)含有動能和勢能.因各節(jié)車廂在一起，故它們充滿軌道時速度都相等，且最少為.另外列車勢能還增加了M′gh，其中M′為充滿在軌道上車廂質(zhì)量，M′=M(2

R/L)，h為它們平均高度，h=R.因L＞2

R

，故仍有一些車廂在水平軌道上，它們速度與軌道上車廂速度一樣，但其勢能為0，由以上分析可得：

Mv02/2=Mv2/2+M(2R/L)gR14/15

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