高考物理解題方法歸類總結(jié)
高考物理解題方法歸類總結(jié)
掌握高考物理多種解題方法,在高考中有靈活、多樣的思維,有眾多的解題手段，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母呖嘉锢斫忸}方法歸類總結(jié)，希望對(duì)你有幫助。
高考物理圖像法解題
一、方法簡介
圖像法是根據(jù)題意把抽像復(fù)雜的物理過程有針對(duì)性地表示成物理圖像，將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，運(yùn)用圖像直觀、形像、簡明的特點(diǎn)，來分析解決物理問題，由此達(dá)到化難為易、化繁為簡的目的.
高中物理學(xué)習(xí)中涉及大量的圖像問題，運(yùn)用圖像解題是一種重要的解題方法.在運(yùn)用圖像解題的過程中，如果能分析有關(guān)圖像所表達(dá)的物理意義，抓住圖像的斜率、截距、交點(diǎn)、面積、臨界點(diǎn)等幾個(gè)要點(diǎn)，常常就可以方便、簡明、快捷地解題.
二、典型應(yīng)用
1.把握?qǐng)D像斜率的物理意義
在v-t圖像中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度，在s-t圖像中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的速度，在U-I圖像中斜率表示電學(xué)元件的電阻，不同的物理圖像斜率的物理意義不同.
2.抓住截距的隱含條件
圖像中圖線與縱、橫軸的截距是另一個(gè)值得關(guān)注的地方，常常是題目中的隱含條件.
例1、在測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)得出的一組數(shù)據(jù)作出U-I圖像，如圖所示，由圖像得出電池的電動(dòng)勢E=______ V，內(nèi)電阻r=_______ Ω.
【解析】電源的U-I圖像是經(jīng)常碰到的，由圖線與縱軸的截距容易得出電動(dòng)勢E=1.5 V，圖線與橫軸的截距0.6 A是路端電壓為0.80伏特時(shí)的電流，(學(xué)生在這里常犯的錯(cuò)誤是把圖線與橫軸的截距0.6 A當(dāng)作短路電流，而得出r=E/I短=2.5Ω 的錯(cuò)誤結(jié)論.)故電源的內(nèi)阻為:r=△U/△I=1.2Ω
3.挖掘交點(diǎn)的潛在含意
一般物理圖像的交點(diǎn)都有潛在的物理含意，解題中往往又是一個(gè)重要的條件，需要我們多加關(guān)注.如：兩個(gè)物體的位移圖像的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體“相遇”.
例2、A、B兩汽車站相距60 km，從A站每隔10 min向B站開出一輛汽車，行駛速度為60 km/h.(1)如果在A站第一輛汽車開出時(shí)，B站也有一輛汽車以同樣大小的速度開往A站，問B站汽車在行駛途中能遇到幾輛從A站開出的汽車?(2)如果B站汽車與A站另一輛汽車同時(shí)開出，要使B站汽車在途中遇到從A站開出的車數(shù)最多，那么B站汽車至少應(yīng)在A站第一輛車開出多長時(shí)間后出發(fā)(即應(yīng)與A站第幾輛車同時(shí)開出)?最多在途中能遇到幾輛車?(3)如果B站汽車與A站汽車不同時(shí)開出，那么B站汽車在行駛途中又最多能遇到幾輛車?
【解析】依題意在同一坐標(biāo)系中作出分別從A、B站由不同時(shí)刻開出的汽車做勻速運(yùn)動(dòng)的s一t圖像，如圖所示.
從圖中可一目了然地看出：(1)當(dāng)B站汽車與A站第一輛汽車同時(shí)相向開出時(shí)，B站汽車的s一t圖線CD與A站汽車的s-t圖線有6個(gè)交點(diǎn)(不包括在t軸上的交點(diǎn))，這表明B站汽車在途中(不包括在站上)能遇到6輛從A站開出的汽車.(2)要使B站汽車在途中遇到的車最多，它至少應(yīng)在A站第一輛車開出50 min后出發(fā)，即應(yīng)與A站第6輛車同時(shí)開出此時(shí)對(duì)應(yīng)B站汽車的s—t圖線MN與A站汽車的s一t圖線共有11個(gè)交點(diǎn)(不包括t軸上的交點(diǎn))，所以B站汽車在途中(不包括在站上)最多能遇到1l輛從A站開出的車.(3)如果B站汽車與A站汽車不同時(shí)開出，則B站汽車的s-t圖線(如圖中的直線PQ)與A站汽車的s-t圖線最多可有12個(gè)交點(diǎn)，所以B站汽車在途中最多能遇到12輛車.
4.明確面積的物理意義
利用圖像的面積所代表的物理意義解題，往往帶有一定的綜合性，常和斜率的物理意義結(jié)合起來，其中v一t圖像中圖線下的面積代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移是最基本也是運(yùn)用得最多的.
例4、在光滑的水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體.當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32 J.則在整個(gè)過程中，恒力甲做功等于多少?恒力乙做功等于多少?
【解析】這是一道較好的力學(xué)綜合題，涉及運(yùn)動(dòng)、力、功能關(guān)系的問題.粗看物理情景并不復(fù)雜，但題意直接給的條件不多，只能深挖題中隱含的條件.下圖表達(dá)出了整個(gè)物理過程，可以從牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)、圖像等多個(gè)角度解出，應(yīng)用圖像方法，簡單、直觀.
作出速度一時(shí)間圖像(如圖a所示)，位移為速度圖線與時(shí)間軸所夾的面積，依題意，總位移為零，即△0AE的面積與△EBC面積相等，由幾何知識(shí)可知△ADC的面積與△ADB面積相等，故△0AB的面積與△DCB面積相等(如圖b所示).
即： (v1×2t0)= v2t0
解得：v2=2v1
由題意知, mv22=32J,故 mv12=8J,
根據(jù)動(dòng)能定理有W1= mv12=8J, W2= m(v22-v12)=24J
5.尋找圖中的臨界條件
物理問題常涉及到許多臨界狀態(tài)，其臨界條件常反映在圖中，尋找圖中的臨界條件，可以使物理情景變得清晰.
例5、從地面上以初速度2v0豎直上拋一物體A，相隔△t時(shí)間后又以初速度v0從地面上豎直上拋另一物體B，要使A、B能在空中相遇，則△t應(yīng)滿足什么條件?
【解析】在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，如圖.要A、B在空中相遇，必須使兩者相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移相等，即要求A、B圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體B最早拋出時(shí)的臨界情形是物體B落地時(shí)恰好與A相遇;物體B最遲拋出時(shí)的臨界情形是物體B拋出時(shí)恰好與A相遇.故要使A、B能在空中相遇，△t應(yīng)滿足的條件為：2v0/g<△t<4v0/g
通過以上討論可以看到，圖像的內(nèi)涵豐富，綜合性比較強(qiáng)，而表達(dá)卻非常簡明，是物理學(xué)習(xí)中數(shù)、形、意的完美統(tǒng)一，體現(xiàn)著對(duì)物理問題的深刻理解.運(yùn)用圖像解題不僅僅是一種解題方法，也是一個(gè)感悟物理的簡潔美的過程.
6把握?qǐng)D像的物理意義
例6、如圖所示，一寬40 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里.一邊長為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20 cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行.取它剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻t=0，在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)問變化規(guī)律的是( )
【解析】 可將切割磁感應(yīng)線的導(dǎo)體等效為電源按閉合電路來考慮，也可以直接用法拉第電磁感應(yīng)定律按閉合電路來考慮.
當(dāng)導(dǎo)線框部分進(jìn)入磁場時(shí)，有恒定的感應(yīng)電流，當(dāng)整體全部進(jìn)入磁場時(shí)，無感應(yīng)電流，當(dāng)導(dǎo)線框部分離開磁場時(shí)，又能產(chǎn)生相反方向的感應(yīng)電流.所以應(yīng)選C.
高考物理等效法
一.方法介紹
等效法是科學(xué)研究中常用的思維方法之一，它是從事物的等同效果這一基本點(diǎn)出發(fā)的，它可以把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為較為簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來進(jìn)行研究和處理，其目的是通過轉(zhuǎn)換思維活動(dòng)的作用對(duì)象來降低思維活動(dòng)的難度，它也是物理學(xué)研究的一種重要方法.
用等效法研究問題時(shí)，并非指事物的各個(gè)方面效果都相同，而是強(qiáng)調(diào)某一方面的效果.因此一定要明確不同事物在什么條件、什么范圍、什么方面等效.在中學(xué)物理中，我們通?？梢园阉龅降牡刃Х譃椋何锢砹康刃?、物理過程等效、物理模型等效等.
二.典例分析
1.物理量等效
在高中物理中，小到等效勁度系數(shù)、合力與分力、合速度與分速度、總電阻與分電阻等;大到等效勢能、等效場、矢量的合成與分解等，都涉及到物理量的等效.如果能將物理量等效觀點(diǎn)應(yīng)用到具體問題中去，可以使我們對(duì)物理問題的分析和解答變得更為簡捷.
2.物理過程等效
對(duì)于有些復(fù)雜的物理過程，我們可以用一種或幾種簡單的物理過程來替代，這樣能夠簡化、轉(zhuǎn)換、分解復(fù)雜問題，能夠更加明確研究對(duì)象的物理本質(zhì)，以利于問題的順利解決.
高中物理中我們經(jīng)常遇到此類問題，如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的逆向思維、電荷在電場和磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平均值和有效值等.
例2.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，放置一個(gè)半徑R很大的圓形光滑軌道，0為其最低點(diǎn).在0點(diǎn)附近P處放一質(zhì)量為m的滑塊，求由靜止開始滑至0點(diǎn)時(shí)所需的最短時(shí)間.
例3.矩形裸導(dǎo)線框長邊的長度為2l，短邊的長度為l，在兩個(gè)短邊上均接有阻值為R的電阻，其余部分電阻均不計(jì).導(dǎo)線框的位置如圖所示，線框內(nèi)的磁場方向及分布情況如圖，大小為.一電阻為R的光滑導(dǎo)體棒AB與短邊平行且與長邊始終接觸良好.起初導(dǎo)體棒處于x=0處，從t=0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒AB在沿x方向的外力F的作用下做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng).試求：
(1)導(dǎo)體棒AB從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2l的過程中外力F隨時(shí)間t變化的規(guī)律;
(2)導(dǎo)體棒AB從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2l的過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量.
3.物理模型等效
物理模型等效在物理學(xué)習(xí)中應(yīng)用十分廣泛，特別是力學(xué)中的很多模型可以直接應(yīng)用到電磁學(xué)中去，如衛(wèi)星模型、人船模型、子彈射木塊模型、碰撞模型、彈簧振子模型等.實(shí)際上，我們?cè)趯W(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，經(jīng)常將新的問題與熟知的物理模型進(jìn)行等效處理.
例4.如圖所示，R1、R2、R3為定值電阻，但阻值未知，Rx為電阻箱.當(dāng)Rx為Rx1=10 Ω時(shí)，通過它的電流Ix1=l A;當(dāng)Rx為Rx2=18 Ω時(shí)，通過它的電流Ix2=0.6A.則當(dāng)Ix3=0.l A時(shí)，求電阻Rx3.
【解析】電源電動(dòng)勢E、內(nèi)電阻r、電阻Rl、R2、R3均未知，按題目給的電路模型列式求解，顯然方程數(shù)少于未知量數(shù)，于是可采取變換電路結(jié)構(gòu)的方法.
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