“等效方法”的高中物理解题技巧

2019/04/02 08:00:24文/admin

  高中物理解题技巧和五种答题思路方法,对于理科生来讲,得理综者得天下。还有人说,生物是肉,化学是汤,物理是难啃的骨头。虽然是难啃的骨头,我们也绝不能放弃。

  等效法亦称“等效替代法”,是科学研究中常用的思维方法之一。等效方法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。

  直线运动问题

  题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查。单独考查若出现在选择题中,则重在考查基本概念,且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题,难度为中等,常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.

  思维模板:解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来,通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息,对运动过程进行分析,从而解决问题;

  对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析,再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程,从而分析求解,前后过程的联系主要是速度关系,两个物体间的联系主要是位移关系。

  物体的动态平衡问题

  题型概述:物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态,但受力不断发生变化的问题。物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题,但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题。

  思维模板:常用的思维方法有两种.

  解析法:解决此类问题可以根据平衡条件列出方程,由所列方程分析受力变化;

  图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图,根据图像分析力的变化。

  运动的合成与分解问题

  题型概述:运动的合成与分解问题常见的模型有两类。一是绳(杆)末端速度分解的问题,二是小船过河的问题,两类问题的关键都在于速度的合成与分解.

  思维模板:主要有两种情况。

  在绳(杆)末端速度分解问题中,要注意物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连,则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.

  小船过河时,同时参与两个运动,一是小船相对于水的运动,二是小船随着水一起运动,分析时可以用平行四边形定则,也可以用正交分解法,有些问题可以用解析法分析,有些问题则需要用图解法分析。

  抛体运动问题

  题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动,不管是平抛运动还是斜抛运动,研究方法都是采用正交分解法,一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.

  思维模板:主要有两种情况。

  平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,其位移满足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=v0,vy=gt;

  斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动,在水平方向做匀速直线运动,在两个方向上分别列相应的运动方程求解。

  圆周运动问题

  题型概述:圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动,按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动。水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动,竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动。对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题,而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.

  思维模板:主要有以下两点

  对圆周运动,应先分析物体是否做匀速圆周运动,若是,则物体所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动,则应将物体所受的力进行正交分解,物体在指向圆心方向上的合力等于向心力。

  竖直面内的圆周运动可以分为三个模型:

  绳模型:只能对物体提供指向圆心的弹力,能通过最高点的临界态为重力等于向心力;

  杆模型:可以提供指向圆心或背离圆心的力,能通过最高点的临界态是速度为零;

  牛顿运动定律的综合应用问题

  题型概述:牛顿运动定律是高考重点考查的内容,每年在高考中都会出现,牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来,与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等,一般为多过程问题,也可以考查临界问题、周期性问题等内容,综合性较强。天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目,近几年来考查频率极高。

  思维模板:以牛顿第二定律为桥梁,将力和运动联系起来,可以根据力来分析运动情况,也可以根据运动情况来分析力。对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况,直到求出结果或找出规律。

  GMm/R2=mg。

  对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统),可根据公式分析;对于变轨类问题,则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化,再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化。

  机车的启动问题

  题型概述:机车的启动方式常考查的有两种情况,一种是以恒定功率启动,一种是以恒定加速度启动,不管是哪一种启动方式,都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析。

  思维模板:有以下两种。

  机车以额定功率启动。机车的启动过程如图所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,随着速度v的增大,牵引力F必将减小,因此加速度a也必将减小,机车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f。

  这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fs计算(因为F为变力)。

  机车以恒定加速度启动。恒定加速度启动过程实际包括两个过程。如图所示,“过程1”是匀加速过程,由于a恒定,所以F恒定,由公式P=Fv知,随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率P额定,功率不能再增大了;“过程2”就保持额定功率运动。

  以能量为核心的综合应用问题

  题型概述:以能量为核心的综合应用问题一般分四类:

  第一类为单体机械能守恒问题,

  第三类为单体动能定理问题,

  第四类为多体系统功能关系(能量守恒)问题。

  多体系统的组成模式:两个或多个叠放在一起的物体,用细线或轻杆等相连的两个或多个物体,直接接触的两个或多个物体.

  思维模板:能量问题的解题工具一般有动能定理,能量守恒定律,机械能守恒定律.

  动能定理使用方法简单,只要选定物体和过程,直接列出方程即可,动能定理适用于所有过程;

  能量守恒定律同样适用于所有过程,分析时只要分析出哪些能量减少,哪些能量增加,根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;

  力学实验中速度的测量问题

  题型概述:速度的测量是很多力学实验的基础,通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律,因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量。

  速度的测量一般有两种方法:一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度。

  思维模板:用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论:vt/2=v平均=(v0+v)/2,Δx=aT2,为了尽量减小误差,求加速度时还要用到逐差法。

  电容器问题

  题型概述:电容器是一种重要的电学元件,在实际中有着广泛的应用,是历年高考常考的知识点之一,常以选择题形式出现,难度不大,主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面。

  思维模板:电容的概念:电容是用比值(C=Q/U)定义的一个物理量,表示电容器容纳电荷的多少,对任何电容器都适用。对于一个确定的电容器,其电容也是确定的(由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定),与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

  平行板电容器的电容:平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定,满足C=εS/(4πkd)

  带电粒子在电场中的运动问题

  题型概述:带电粒子在电场中的运动问题本质上是一个综合了电场力、电势能的力学问题,研究方法与质点动力学一样,同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、功能关系等力学规律,高考中既有选择题,也有综合性较强的计算题。

  思维模板:有以下3种情况

  处理带电粒子在电场中的运动问题应从两种思路着手。

  动力学思路:重视带电粒子的受力分析和运动过程分析,然后运用牛顿第二定律并结合运动学规律求出位移、速度等物理量。

  功能思路:根据电场力及其他作用力对带电粒子做功引起的能量变化或根据全过程的功能关系,确定粒子的运动情况(使用中优先选择)。

  处理带电粒子在电场中的运动问题应注意是否考虑粒子的重力。

  质子、α粒子、电子、离子等微观粒子一般不计重力;

  液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子一般考虑重力

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  网友

  正确的学习态度是前提“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需要被点燃的火把。”在学习中,由于传统教学模式的影响,使得不少学生在学习上都依赖老师:课前等老师来,课上等老师讲,课后等老师布置作业,这是不正确的学习态度。我们倡导的素质教育的一个显著的特点就是受教育者能主动的学习,主动的发展,充分体现学生的主体地位和教师的主导作用。因此,作为学生正确的学习态度应当是积极主动地参与知识的获取过程。心理学研究表明:我们会掌握阅读内容的10%,听到内容的15%,而亲身经历内容却能掌握80%。从这里可以看出,在学习上,我们永远不能等,我们要亲身经历学习过程,动手动脑,以积极的态度投入学习。

THE END

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