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文檔簡介

物理思想方法第1頁物理學(xué)中思想方法很多。有:圖象法、等效轉(zhuǎn)化法、極限思維方法、臨界問題分析法、估算法、對稱法、微元法、構(gòu)建物理模型法、猜測與假設(shè)法、整體和隔離法、尋找守恒量法、引入中間變量法、控制變量法、類比分析法、統(tǒng)計學(xué)思想方法、逆向思維法、平均值法、百分比法、解析法……。至于慣用到函數(shù)思想、方程思想、概率思想等,則屬于數(shù)學(xué)思想,不在我們講述范圍。物理思想方法物理學(xué)中思想方法,是求解物理問題根本所在。認真研究總結(jié)物理學(xué)中思想方法、策略技巧,并能在實際解題過程中靈活應(yīng)用,可收到事半功倍效果。第2頁我們重點講十大法:圖形\圖象圖解法平均思想方法極限思維方法等效轉(zhuǎn)換(化)法臨界問題分析法猜測與假設(shè)法對稱法整體和隔離法尋找守恒量法構(gòu)建物理模型法第3頁§1.圖形/圖象圖解法圖形/圖象圖解法就是將物理現(xiàn)象或過程用圖形/圖象表征出后,再據(jù)圖形表征特點或圖象斜率、截距、面積所表述物理意義來求解方法。尤其是圖象法對于一些定性問題求解獨到好處。第4頁例1

一大木箱放在平板車后部,到駕駛室距離為L=1.60m,如圖所表示。木箱與平板車之間動摩擦因數(shù)為μ=0.484。平板車以恒定速度V0=22.0m/s勻速行駛,突然駕駛員剎車,使車均勻減速,為不讓木箱撞擊駕駛室,從開始剎車到車完全停定,最少要經(jīng)過多長時間?(g=10m/s2)。解:木箱停頓歷時作速度時間圖象如圖所表示。從圖知1.6=

又V0=μgt2

解得t=4.4S第5頁例2在光滑水平面上,放著兩塊長度相同,質(zhì)量分別為M1和M2木板,在兩木板左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同物塊,如圖所表示。開始時,各物均靜止。今在兩物塊上各作用一水平恒力F1、F2。在物塊與木板分離時,兩木板速度分別為V1、V2,物塊與兩木板之間動摩擦因數(shù)相同,以下說法正確是A若F1=F2,M1>M2,則V1>V2B若F1=F2,M1<M2,則V1>V2C若F1>F2,M1=M2,則V1>V2D若F1<F2,M1=M2,則V1>V2第6頁解析:對A選項,m加速度a相同,M加速度是a1<a2<a,作圖象如圖(A)所表示.因為相對位移相等,即圖象中陰影部分相等,則t2>t1,進而V2>V1.選項A錯。對于B選項,m加速度a相同,M加速度是a>a1>a2。作出V--t圖象如圖B所表示。因為相對位移相等,即圖象中陰影部分相等,則t2<t1,進而V2<V1.,B選項正確。對于C選項,M加速度a相同,m加速度是a1>a2>a。作出V--t圖象如圖(C)所表示.因相對位移相等,則從圖知t1<t2。因為M加速度相同,則M末速度為V1<V2,C選項錯。對于D選項,M加速度a相同,m加速度是a<a1<a2。作出V--t圖象如圖(D)所表示.因相對位移相等,則從圖知t1>t2。因為M加速度相同,則M末速度為V1>V2,D選項正確。第7頁例3一物體做加速直線運動,依次經(jīng)過A、B、C三點,AB=BC,物體在AB段加速度為a1,在BC段加速為a2,且物體在B點速度為則:A.a1>a2B.a1=a2C.a1<a2D.不能確定第8頁解析:依題意作出物體v-t圖象如圖所表示,圖線下方所圍成面積表示物體位移,由幾何知識知圖線②③不滿足AB=BC,所以只能是①這種情況,因為斜率表示加速度,所以a1<a2故選C。vAvbvc0t①②③v2t第9頁例4一顆速度較大子彈,水平擊穿原來靜止在光滑水平面上木塊,設(shè)木塊對子彈阻力恒定,則當(dāng)子彈入射速度增大時,以下說法中正確是()A、木塊取得動能變大B、木塊取得動能變小C、子彈穿過木塊時間變長D、子彈穿過木塊時間變短第10頁解析:子彈以速度v0穿透木塊過程中,子彈、木塊在水平方向都受恒力作用,子彈做勻減速運動,木塊做勻加速運動,子彈、木塊運動v-t圖如實線所表示。圖中分別表示子彈穿過木塊過程中木塊、子彈運動圖象,而圖中梯形OABv0面積表示子彈相對木塊位移即木塊長L,當(dāng)子彈入射速度增大變?yōu)関’0時,子彈、木塊運動圖象便如圖中虛線所表示,梯形OA’B’v0’面積仍等于子彈相對木塊位移即木塊長L,故梯形OABv0與梯形OA’B’v0’面積相等。由圖可知,當(dāng)子彈入射速度增加時,木塊取得動能變小,子彈穿過木塊時間變短,所以本題正確B、D。0V0t點評:在利用作圖分析法解題時,怎樣能依據(jù)題意將題目中抽象文字用圖象正確地表現(xiàn)出來是解題關(guān)鍵,在畫圖時,要尤其注意狀態(tài)改變連接處特征和前后不一樣過程區(qū)分和聯(lián)絡(luò),同時也要將這種區(qū)分和聯(lián)絡(luò)表現(xiàn)在圖象上。ABV’0A’B’t’第11頁§2極限思維方法極限思維方法是將問題推向極端狀態(tài)過程中,著眼一些物理量在連續(xù)改變過程中改變趨勢及普通規(guī)律在極限值下表現(xiàn)或者說極限值下普通規(guī)律表現(xiàn),從而對問題進行分析和推理一個思維方法。第12頁例1如圖所表示,一束含有紅、藍色細光束射到平行玻璃板上表面,折射后進入玻璃板中,則關(guān)于光束在玻璃板下表面上發(fā)生現(xiàn)象,以下說法中正確是A一部分發(fā)生反射,一部分發(fā)生折射B增大光線在上表面入射角,光線在下表面上可能發(fā)生全反射C光線在下表面上最先發(fā)生全反射是紅光D光線在下表面上最先發(fā)生全反射是紫光解析:據(jù)光反射折射知識,A選項正確對B選項,將入射角推到極端,即入射角為90°據(jù)光路可逆知此時折射角等于臨界角。到了下表面上,折射角最大只能為90°。故不能發(fā)生全反射。BCD選項均錯將問題推向極端,極限值下普通規(guī)律表現(xiàn)第13頁例2如圖所表示,一根輕彈簧上端固定,下端掛一個質(zhì)量為m0平盤,盤中有一質(zhì)量為m物體,當(dāng)盤靜止時,彈簧長度比其自然長度伸長了L。今向下拉盤使彈簧再伸長ΔL后停頓,然后松手放開,設(shè)彈簧總處于彈性程度之內(nèi),則剛松手時盤對物體支持力等于

AB

C

D解析:極端到ΔL=0,則盤對m支持力應(yīng)為mg.正確答案為A將問題推向極端,極限值下普通規(guī)律表現(xiàn)第14頁若用撤去一個力時,其它力協(xié)力就是該力結(jié)論求:則有:F=(m+m0)a而F=KΔL

(m+m0)g=KL于是有a=gΔL/L對m有:FN-mg=ma解得:FN=第15頁b+Q1-Q2acE例3如圖所表示,空間有正電荷Q1和負Q2.已知連線上b點場強為零.則a點場強方向為A向左B向右C可能向左也可能向右D與b點到Q2距離跟Q1、Q2距離比值相關(guān)解析:b點場強為零,表明Q1在b點建立向右場強跟Q2在b點建立向左場強大小相等。把a點外推到Q2,顯然Q2在b點建立向左場強大于Q1在b點建立向右場強所以a點場強方向向左。將問題推向極端,極限值下普通規(guī)律表現(xiàn)第16頁§3平均思想方法物理學(xué)中,有些物理量是某個物理量對另一物理量積累,若某個物理量是改變,則在求解積累量時,可把改變這個物理量在整個積累過程看作是恒定一個值---------平均值,從而經(jīng)過求積方法來求積累量。這種方法叫平均思想方法。物理學(xué)中經(jīng)典平均值有:平均速度、平均加速度、平均功率、平均力、平均電流等。對于線性改變情況,平均值=(初值+終值)/2。因為平均值只與初值和終值相關(guān),不包括中間過程,所以在求解問題時有很大妙用.第17頁例1一靜止物體所受到合外力隨時間改變關(guān)系如圖所表示,圖中F1、F2未知。已知物體從t=0時刻出發(fā),在3t0時刻恰又回到出發(fā)點。試求t0時刻物體速度V1與3t0時刻物體速度V2之比。解析:F1、F2未知。求得是t0時刻物體速度V1與3t0時刻物體速度V2之比。物體運動軌跡如圖所表示。從圖知S1=-S2而S1=解得把改變這個物理量在整個積累過程看作是恒定一個值---------平均值,從而經(jīng)過求積方法來求積累量第18頁此題也可用圖象法求解作V—t圖象如圖所表示。設(shè)速度為零時為時刻t′,則由位移相等得由t0~3t0時間內(nèi)加速度相等得解得第19頁例2.如圖所表示,內(nèi)壁光滑、四角呈圓弧狀長方形空腔管,位于豎直平面內(nèi),B、D等高。兩個一樣小球,從靜止開始由A點分別從左右兩側(cè)運動到C點,不計碰撞損失,則以下判斷正確是()A兩球抵達C時速率相同,但右側(cè)下滑小球較先抵達C點B兩球抵達C時速率相同,但沿左側(cè)下滑小球較先抵達C點C兩球同時抵達C,且動量相同D兩球同時抵達C,但動量不相同解析:由機械能守恒知:小球抵達B點和D點速率相等,抵達C點速率也相等.D選項正確.因而AB段與AD段平均速率VB/2也相等.BC段與DC段平均速率(VB+VC)/2也相等,但前段平均速率小于后段平均速率這么,沿左側(cè)下滑時,小速度走長距離,大速度走短距離,,較沿右側(cè)下滑,小速度走短距離,大速度走長距離要費時多,顯然選項A正確把改變這個物理量在整個積累過程看作是恒定一個值---------平均值,從而經(jīng)過求積方法來求積累量第20頁上題也可用圖象法求解VB(D)VCt1t2顯然,沿右側(cè)下滑時費時少第21頁§4等效轉(zhuǎn)換(化)法等效法,就是在確保效果相同前提下,將一個復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)換成較簡單問題思維方法。其基本特征為等效替換。物理學(xué)中等效法應(yīng)用較多。協(xié)力與分力;合運動與分運動;總電阻與分電阻;交流電有效值等。除這些等效等效概念之外,還有等效電路、等效電源、等效模型、等效過程等。第22頁例1(等效電源)如圖所表示,虛線框內(nèi)各元件參數(shù)均不知。在a、b端接一只R1=10Ω電阻時,測得其電流I1=1A;若在a、b間換接電阻R2=18Ω時,測得電流I2=0.6A;換接電阻R3時,測得其電流I3=0.1A,則R3阻值為多少?且電動勢為E,內(nèi)阻為r,則E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)E=I3(R3+r)解得E=12Vr=2Ω確保效果相同前提下,將復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)換成簡單問題R3=118Ω解析:視虛線框內(nèi)整體為一電源,第23頁(3)因為等效“重力”F=mg,所以等效重力加速度g′=g.于是由周期公式得擺振動周期(4)小球在豎直面內(nèi)恰好做圓周運動時,在“最高點”時最小速度滿足F=mg=m所以最小速度=

例2(等效重力)如圖所表示,小球質(zhì)量為m,帶電量為q,整個區(qū)域加一個場強為E水平方向勻強電場,小球系在長為L繩子一端,且在與豎直方向成45°角P點處平衡。則(1)小球所受電場力多大?(2)假如小球被拉至與O點在同一水平面C點自由釋放,則小球抵達A點速度是多大?此時繩上拉力又為多大?(3)在豎直平面內(nèi),假如小球以P點為中心做微小擺動,其振動周期為多少?(4)若使小球在豎直平面內(nèi)恰好做圓周運動時,最小速度為多少?解析:(1)小球受力如圖所表示。因小球處于平衡,所以qE=mg確保效果相同前提下,將復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)換成簡單問題(2)因重力和電場力恒定不變,故可等效為一個新“重力”F。若將小球被拉至與O點在同一水平面C點自由釋放,則小球抵達A點時,恰好與C點位置關(guān)于0P對稱。因而小球在A點速度為零。此時有T=mg第24頁例3(等效模型)如圖所表示,半徑為R鉛球球心為O,在與球面相切處挖去半徑為一個小球,球心在O1。余下月牙形質(zhì)量為M,在OO1連線外放另一質(zhì)量為m小球,球心為O2,OO2距離為d,試求M、m間萬有引力。解:萬有引力r為兩物體之間距離。對于月牙形狀來說,重心位置顯然不能確定,這就是本題難點。但采取等效方法輕而易舉。假想把挖去那部分填滿,則大球?qū)2引力F1方向向左。而補上去球?qū)η騉2萬有引力F2也是向左。這么,月牙形狀物對球O2引力F=F1-F2。確保效果相同前提下,將復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)換成簡單問題將月牙形物體對O2引力轉(zhuǎn)化成兩圓球?qū)2引力差計算第25頁大球體積V=補上小球體積V1=設(shè)補上小球質(zhì)量為m′,于是有(M+m′)=M∴大球質(zhì)量(M+m′)=;補上小球質(zhì)量m′=于是F1=所以月牙形物對小球O2萬有引力方向向左第26頁例4(化等式為不等式).如圖所表示,一排人站在沿X軸水平軌道旁,原點O兩側(cè)人序號都為n(n=1、2、3……)。每人拷中有一個沙袋。x>0一側(cè)每個沙袋質(zhì)量為m1=14㎏,x<0一側(cè)每個沙袋質(zhì)量為m2=10㎏。一質(zhì)量為M=48㎏小車以某速度從原點出發(fā)向正x方向滑行,不計軌道阻力。當(dāng)車每經(jīng)過一人身旁時,此人就把沙袋以水平速度u朝與車速相反方向沿車面扔到車上,u大小等于扔此袋之前瞬間車速大小2n倍(n是此人序號數(shù))。求空車出發(fā)后,車上堆積了幾個沙袋時車就反向滑行?第27頁解:在X>0一側(cè),第一個人扔沙袋有第二個人扔沙袋,有……第n個人扔沙袋,有要使車反向,則要化等式為不等式即

解得n>2.4因n不能為小數(shù),故取n=3確保效果相同前提下,將復(fù)雜物理問題轉(zhuǎn)換成簡單問題第28頁§5猜測與假設(shè)法猜測與假設(shè)法,是在研究對象物理過程不明了或物理狀態(tài)不清楚情況下,依據(jù)猜測,假設(shè)出一個過程或一個狀態(tài),再據(jù)題設(shè)所給條件經(jīng)過分析計算結(jié)果與實際情況比較作出判斷一個方法,或是人為地改變原題所給條件,產(chǎn)生出與原題相悖結(jié)論,從而使原題得以更清楚方便地求解一個方法。第29頁例1一只船以恒定對水速度,往返于上、游兩碼頭之間,假如以時間t1和t2分別表示水流速較小和較大時船往返一次所需時間,那么,兩時間長短關(guān)系為At1=t2Bt1>t2Ct1<t2D條件不足,不能判斷解析:假設(shè)船速等于水速,則逆水而上時船對地速度為零,永遠也返不回去,那往返一次所需時間為無窮大.由此可見水流速越小,所需時間越少.正確答案為C人為地改變原題所給條件,產(chǎn)生出與原題相悖結(jié)論,第30頁例2

一個小球豎直上拋,初速度與返回拋出點速度大小之比為K,設(shè)小球運動中受到空氣阻力大小不變,則空氣阻力f與小球重力G之比為

ABCD解析:假設(shè)K=1,則初速度與返回時速度相等.此種情況f應(yīng)為零將K=1代入式中,顯然選項C正確人為地改變原題所給條件,產(chǎn)生出與原題相悖結(jié)論,第31頁例3總質(zhì)量為M火箭以速度V0沿水平方向飛行,當(dāng)質(zhì)量為m燃氣,以相對于火箭為u速度向后噴出后,火箭速度為

ABCD解析:假設(shè)u=0,火箭速度應(yīng)仍為V0.由式可知,C選項正確人為地改變原題所給條件,產(chǎn)生出與原題相悖結(jié)論,第32頁例4

一輛帶著拖車卡車總質(zhì)量為M,沿平直公路勻速前進.在途中,質(zhì)量為m拖車脫鉤.當(dāng)司機發(fā)覺時,卡車已駛過脫鉤點s1,于是馬上關(guān)閉油門.若阻力與車重成正比,且關(guān)閉油門前卡車牽引力不變,試求卡車與拖車都停頓時,二者間距離L.解析:假設(shè)脫鉤時,卡車同時撤去牽引力,則卡車與拖車滑行距離相同,停在同一點。顯然,卡車比拖車多滑了距離是在滑S1一段內(nèi)牽引力做功效果。于是有μ(M-m)gL=μMgs1∴L=假設(shè)出一個過程或一個狀態(tài),再據(jù)題設(shè)條件經(jīng)過分析計算結(jié)果與實際情況比較作出判斷第33頁例5

在光滑水平面上,放著兩塊長度相同,質(zhì)量分別為M1和M2木板,在兩木板左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同物塊,如圖所表示。開始時,各物均靜止。今在兩物塊上各作用一水平恒力F1、F2。在物塊與木板分離時,兩木板速度分別為V1、V2,物塊與兩木板之間動摩擦因數(shù)相同,以下說法正確是A若F1=F2,M1>M2,則V1>V2B若F1=F2,M1<M2,則V1>V2C若F1>F2,M1=M2,則V1>V2D若F1<F2,M1=M2,則V1>V2解析:依題意,A情形中.a1<a2<a.假設(shè)a2=a.則物塊與木板分離時歷時∞,則V2為∞.顯然A選項錯.則B對.C選項中,a1>a2>a.假設(shè)a2=a,則物塊與木板分離時歷時∞,則V2為∞.顯然C選項錯.則D對.第34頁例6

如圖所表示,在一粗糙水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2木塊1和2,用原長為l、勁度系數(shù)為k輕彈簧連結(jié)起來,木塊與地面間動摩擦因數(shù)均為u,現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2,當(dāng)兩木塊一起勻速運動時,兩木塊間距離為解析:假設(shè)m1=0,則彈簧應(yīng)為原長.從式可知A和D正確.假設(shè)m2=0,則彈簧應(yīng)大于L.由式可知選項A正確m2m1第35頁例7平行玻璃磚厚度為d,折射率為n,一束光線以入射角α射到玻璃磚上,出射光線相對于入射光線側(cè)移距離為△x,如圖所表示,則△x決定于以下哪個表示式()解析:假設(shè)α=0,則△x應(yīng)為零.從式可知,選項C符合.假設(shè)n=1,則△X也應(yīng)為零.從式可知,ABCD選項均符合。綜合以上正確選項為Cα第36頁§6整體法和隔離法整體法是在確定研究對象或研究過程時,把多個物體看作為一個整體或多個過程看作整個過程方法;隔離法是把單個物體作為研究對象或只研究一個孤立過程方法.整體法與隔離法,二者認識問題觸角截然不一樣.整體法,是大方面或者是從整方面來認識問題,宏觀上來揭示事物本質(zhì)和規(guī)律.而隔離法則是從小方面來認識問題,然后再經(jīng)過各個問題關(guān)系來聯(lián)絡(luò),從而揭示出事物本質(zhì)和規(guī)律。因而在解題方面,整體法不需事無巨細地去分析研究,顯簡捷巧妙,但在初涉者來說在了解上有一定難度;隔離法逐一過程、逐一物體來研究,雖在求解上繁點,但對初涉者來說,在了解上較輕易。熟知隔離法者應(yīng)提升到整體法上。最正確狀態(tài)是能對二者應(yīng)用自如。第37頁例1(視多個物體為整體)(08海南卷)如圖,質(zhì)量為M楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運動過程中,楔形物塊一直保持靜止.地面對楔形物塊支持力為

A.(M+m)g

B.(M+m)g-FC.(M+m)g+Fsinθ

D.(M+m)g-FsinθmFMθ解:視斜面體和物塊為整體,受力如圖所表示.因物塊勻速運動,協(xié)力為零.于是有Fsinθ+FN=(M+m)g所以答案D正確。第38頁例2(視多個過程為全程)如圖所表示,一質(zhì)量為m、電荷量為-q小物體,能夠在水平軌道x上運動,O端有一與軌道垂直固定墻,軌道處于場強為E、方向沿Ox軸正向勻強電場中,小物體以初速度υ0從x0點沿Ox軌道運動,運動中受到大小不變摩擦力f作用,且f<qE。設(shè)小物體與墻碰撞時機械能損失忽略不計,則它從開始運動到停頓前經(jīng)過總旅程是____________解:因f<qE,故物體不會在軌道上停下,只能停在墻角O處。因小物體與墻壁碰撞時無機械能損失,小物體將在軌道上往復(fù)運動。視全過程為一過程。則有所以

第39頁例3如圖所表示,輕繩兩端分別系在圓環(huán)A和小球B上,圓環(huán)A套在粗糙水平直桿MN上,現(xiàn)用水平力F拉著繩子上一點O,使小球B從圖中實線位置遲緩上升到虛線位置,但圓環(huán)A一直在原位置保持不動,則在這一過程中,環(huán)對桿摩擦力f和環(huán)對桿壓力N改變情況是A、f不變,N不變B、f增大,N不變C、f增大,N減小D、f不變,N減小解析:以O(shè)點為研究對象,O點受三力作用而處于平衡狀態(tài),易得在這一過程中拉力F在不停變大,再將圓環(huán)、輕繩和小球整體作為研究對象,由受力分析易得,f增大而N不變,B正確。第40頁§7臨界問題分析法臨界問題,是指一個物理過程轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€物理過程,或一個物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€物理狀態(tài)時,處于兩種過程或兩種狀態(tài)分界處問題,叫臨界問題。處于臨界狀物理量值叫臨界值。物理量處于臨界值時:①物理現(xiàn)象改變面臨突變性。②對于連續(xù)改變問題,物理量改變出現(xiàn)拐點,展現(xiàn)出兩性,即能同時反應(yīng)出兩種過程和兩種現(xiàn)象特點。處理臨界問題,關(guān)鍵是找出臨界條件。普通有兩種基本方法:①以定理、定律為依據(jù),首先求出所研究問題普通規(guī)律和普通解,然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解②直接分析、討論臨界狀態(tài)和對應(yīng)臨界值,求解出研究問題規(guī)律和解。第41頁例1如圖所表示為排球場,總長為18m,設(shè)球網(wǎng)高度為2m,運動員站在網(wǎng)前3m處正對球網(wǎng)跳起將球水平擊出.(1)若擊球高度為2.5m,為使球既不觸網(wǎng)又不越界,求球速度范圍。(2)當(dāng)擊球點高度為何值時,不論水平擊球速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界?第42頁此種情況下射程S=要使球在速度較大時不越界,則有V02t≤12H=解得V02≤12所以,球速度范圍為×=≤V≤15解析:(1)要使球在速度較小時不觸網(wǎng),則有V01t=3

H-h≥解得V01≥臨界條件第43頁(2)球既不觸網(wǎng)又不越界時,軌跡如圖所表示。則有H=……①

12=V0t

(不越界臨界條件)……②

不觸網(wǎng)條件是

H-2=……③

3=V0t′………④-③得2=5(t2-t′2)………⑤①/④平方后,得………⑥

聯(lián)立⑤⑥解得

H=m即,擊球點高度H=m時,不論水平擊球速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界。第44頁例2在水平推力()作用下,一輛質(zhì)量為M、傾角為斜面小車從靜止開始沿水平地面運動;車上有一個質(zhì)量為m滑塊,其受力及對應(yīng)協(xié)力(∑)如圖所表示.不計一切摩擦,試分析和比較各種情況下水平推力大小關(guān)系,哪種情況不可能實現(xiàn)?()第45頁§8對稱法物理問題中有一些物理過程或是物理圖形是含有對稱性。利用物理問題這一特點求解,可使問題簡單化。要認識到一個物理過程,一旦對稱,則相當(dāng)一部分物理量(如時間、速度、位移、加速度等)是對稱。第46頁例1以V0=20m/s速度豎直向上拋出一小球,兩秒后以相同初速度在同一點豎直向上拋出另一小球,g=10m/s2,則兩球相碰處離出發(fā)點高度是多少?解析:豎直上拋運動是對稱性運動.上升過程跟下降過程關(guān)于最高點對稱.據(jù)速度對稱性,有解得t=1s代入位移公式得h=15m第47頁例2如圖所表示勻強電場E區(qū)域內(nèi),在O點處放置一點電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O(shè)點為球心球面上點,aecf平面與電場線平行,bedf平面與電場線垂直,則以下說法中正確是()A.b、d兩點電場強度相同B.a(chǎn)點電勢等于f點電勢C.點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時,電場力一定不做功D.將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,從球面上a點移動到c點電勢能改變量最大·······E+Q

d

c

a

bfeO第48頁·······E+Q

d

c

a

bfeO解析:由場強公式知,+Q在a、b、c、d、e、f各點場強大小是相等。又a與c,b與d,e與f點是對稱,則由場強疊加原理知A選項錯由電勢疊加知B、C選項均錯正確答案為D第49頁§9尋找守恒量法守恒,說穿意思是研究數(shù)量時總量不變一個現(xiàn)象。物理學(xué)中守恒,是指在物理改變過程或物質(zhì)轉(zhuǎn)化遷移過程中一些物理量總量不變現(xiàn)象或事實。守恒,已是物理學(xué)中最基本規(guī)律(有動量守恒、能量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒),也是一個處理物理問題基本思想方法。而且應(yīng)用起來簡練、快捷。從運算角度來說,守恒是加減法運算,總和不變。從物理角度來講,那就與所述量表征意義相關(guān),重在了解了。了解所述量及所述量守恒事實內(nèi)在實質(zhì)和外在表現(xiàn)。如動量,描述是物體運動量,大小為mV,方向為速度方向。動量守恒,就是物體作用前總運動量是動時,且方向是向某一方向,那作用后,總運動量還是動,方向還是向著這一方向。第50頁例1

中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時,質(zhì)量虧損為Δm,放出能量ΔE=Δmc2=2.2MeV,是氘核結(jié)合能。以下說法正確是A用能量為2.1MeV光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個中子和一個質(zhì)子。B用能量等于2.2MeV光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們動能之和為零。C用能量為2.4MeV光子照射靜止氘核時,氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子,它們動能之和不為零。D質(zhì)量虧損Δm=mn+mp-mH,(其中mn是中子質(zhì)量,mp是質(zhì)子質(zhì)量,mH是氘核質(zhì)量)解析:A選項顯然不正確。不符合能量守恒。B選項初看是符合能量守恒,但按題設(shè)過程,用能量等于2.2MeV光子照射靜止氘核,氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子時,中子和質(zhì)子是不能靜止,即動能不能為零。這么就出現(xiàn)了能量盈余。答案B是錯誤。至于C選項,說可能是正確,若說是一定則也是錯誤。D選項正確。第51頁例2如圖所表示,二分之一徑為R光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上.整個空間存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向豎直向下.一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m小球P在球面上做水平勻速圓周運動,圓心為O′。球心O到該圓周上任一點連線與豎直方向夾角為θ。為了使小球能夠在該圓周上運動,求磁感應(yīng)強度大小最小值及小球P對應(yīng)速率。解:小球受力如圖所表示由圖得qVB-mgtanθ=mV2/Rsinθ即qVB-mV2/Rsinθ=mgtanθMgtanθ不變可見:V與B組成函數(shù)關(guān)系,有可求得Bmin第52頁§10構(gòu)建物理模型法物理學(xué)很大程度上,能夠說是一門模型課.不論是所研究實際物體,還是物理過程或是物理情境,大都是理想化模型.如實體模型有:質(zhì)點、點電荷、點光源、輕繩輕桿、彈簧振子、平行玻璃磚、……物理過程有:勻速運動、勻變速、簡諧運動、共振、彈性碰撞、圓周運動……

物理情境有:人船模型、子彈打木塊、平拋、臨界問題……求解物理問題,很主要一點就是快速把所研究問題歸宿到學(xué)過物理模型上來,即所謂建模

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