高中物理五大专题例题精讲.docx

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高中物理五大专题例题精讲

高考物理五大专题例题精讲

物理专题一物理思想与物理方法

一、隔离分析法与整体分析法

隔离分析法是把选定研究对象从所在物理情境中抽取出来，加以研究分析一种方法.需要用隔离法分析问题，往往都有几个研究对象，应对它们逐一隔离分析、列式.并且还要找出这些隔离体之间联系，从而联立求解.概括其要领就是：

先隔离分析，后联立求解.

1.隔离法.

【例1】如图所示，跨过滑轮细绳两端分别系有

m1=1kg、m2=2kg物体A和B.滑轮质量m=0.2kg，不

计绳与滑轮摩擦，要使B静止在地面上，则向上拉

力F不能超过多大?

【解析】

（1）先以B为研究对象，当B即将离开地面时，

地面对它支持力为0.它只受到重力mBg和绳子拉力

T作用，且有：

T-mBg=0.

（2）再以A为研究对象，在B即将离地时，

A受到重力和拉力作用，由于T=mBg＞mAg，

所示A将加速上升.有T-mAg=mAaA.

（3）最后以滑轮为研究对象，此时滑轮受到四个力作用：

重力、拉力、两边绳子两个拉力T.有F-mg-2T=ma.

这里需要注意是：

在A上升距离s时，滑轮只上升了s/2，故A加速度为滑轮加速度2倍，即：

aA=2a.

由以上四式联立求解得：

F=43N.

2.整体分析法.

整体分析法是把一个物体系统（内含几个物体）看成一个整体，或者是着眼于物体运动全过程，而不考虑各阶段不同运动情况一种分析方法.

【例2】如图所示，质量0.5kg、长1.2m金属盒，放在水平桌面上，它与桌面间动摩擦因数μ=0.125.在盒内右端放着质量也是0.5kg、半径0.1m弹性小球，球与盒接触光滑.若在盒左端给盒以水平向右1.5N·s冲量，设盒在运动中与球碰撞时间极短，且无能量损失.求：

盒从开始运动到完全停止所通过路程是多少?

（g取10m/s２）

【解析】此题中盒与球交替做不同形式运动，若用隔离法分段求解，将非常复杂.我们可以把盒和球交替运动过程看成是在地面摩擦力作用下系统动能损耗整体过程.

这个系统运动刚开始所具有动能即为盒动能

mv02/2=p2/2m=1.52/（2×0.5）=2.25J

整体在运动中受到摩擦力：

f=μN=μ2mg=10×0.125=1.25N

根据动能定理，可得-fs=0-mv02/2,s=1.8m

【解题回顾】不少同学分析完球与盒相互作用和运动过程后，用隔离法分段求解.先判断盒与球能否相撞，碰撞后交换速度，再求盒第二次运动路程，再把各段路程相加.对有限次碰撞尚能理解，但如果起初初动能很大，将会发生多次碰撞，遇到这种情况时，同学们会想到整体法吗?

当然，隔离分析法与整体分析法是相辅相成，是不可分割一个整体。

有时需要先用隔离分析法，再用整体分析法；有时需要先用整体分析法，再用隔离分析法。

二、极值法与端值法

极值问题是中学物理中常见一类问题.在物理状态发生变化过程中，某一个物理量变化函数可能不是单调，它可能有最大值或最小值.分析极值问题思路有两种：

一种是把物理问题转化为数学问题，纯粹从数学角度去讨论或求解某一个物理函数极值.它采用方法也是代数、三角、几何等数学方法；另一种是根据物体在状态变化过程中受到物理规律约束、限制来求极值.它采用方法是物理分析法.

【例3】如图所示，一辆有四分之一圆弧小车

停在不光滑水平地面上，质量为m小球从静止

开始由车顶端无摩擦滑下，且小车始终保持静止

状态.试分析：

当小球运动到什么位置时，地面对

小车静摩擦力最大?

最大值为多少?

【解析】设圆弧半径为R，当小球运动到重力与半径夹角为θ时，速度为v.根据机械能守恒定律和牛顿第二定律有:

mv2/2=mgRcosθ

N-mgcosθ=mv2/R

解得小球对小车压力为:

N=3mgcosθ

其水平分量为Nx=3mgcosθsinθ=3mgsin2θ/2

根据平衡条件，地面对小车静摩擦力水平向右，大小为：

f=Nx=3mgsin2θ/2

可以看出：

当sin2θ=1,即θ=45°时，地面对车静摩擦力最大，其值为fmax=3mg/2

【例4】如图所示，娱乐场空中列车

由许多节完全相同车厢组成，列车

先沿水平轨道行驶，然后滑上半径为

R空中圆环形光滑轨道.若列车全长

为L（L＞2πR），R远大于一节车厢长

度和高度，那么列车在运行到圆环前速度v0至少多大，才能使整个列车安全通过圆环轨道?

【解析】滑上轨道前列车速度最小值v0与轨道最高处车厢应具有速度最小值v相对应.这里v代表车厢恰能滑到最高处，且对轨道无弹力临界状态.由:

mg=mv2/R

得:

v=

因轨道光滑，根据机械能守恒定律，列车在滑上轨道前动能应等于列车都能安全通过轨道时应具有动能和势能.因各节车厢在一起，故它们布满轨道时速度都相等，且至少为.另外列车势能还增加了M′gh，其中M′为布满在轨道上车厢质量，M′=M（2πR/L），h为它们平均高度，h=R.因L＞2πR，故仍有一些车厢在水平轨道上，它们速度与轨道上车厢速度一样，但其势能为0，由以上分析可得：

Mv02/2=Mv2/2+M（2πR/L）gR

三、等效法

等效法是物理思维一种重要方法，其要点是在效果不变前提下，把较复杂问题转化为较简单或常见问题.应用等效法，关键是要善于分析题中哪些问题（如研究对象、运动过程、状态或电路结构等）可以等效.

【例5】如图（甲）所示电路甲由8个不同

电阻组成，已知R1=12Ω，其余电阻阻值未知，

测得A、B间总电阻为4Ω，今将R1换成

6Ω电阻，则A、B间总电阻是多少?

【解析】此题电路结构复杂，很难找出各电阻间串、并联关系

由于8个电阻中7个电阻阻值未知，即使能理顺各

电阻间关系，也求不出它们连结后总阻值.但是，由于各

电阻值一定，连结成电路后两点间电阻值也是一定，我们

把R1外其余部分电阻等效为一个电阻R′，如图电路乙

所示，则问题将迎刃而解.由并联电路规律得：

4=12R′/（12+R′）

R=6R′/（6+R′）

解得R=3Ω

【例6】如图所示，一个“V”型玻璃管

倒置于竖直平面内，并处于E=103v/m、方向

竖直向下匀强电场中，一个带负电小球，

重为G=10-3N，电量q=2×10-6C，从A点由

静止开始运动，球与管壁摩擦因数μ=0.5.

已知管长AB=BC=2m，倾角α=37°，且管顶B

处有一很短光滑圆弧.求：

（1）小球第一次运动到B时速度多大?

（2）小球运动后，第一次速度为0位置在何处?

（3）从开始运动到最后静止，小球通过总路程是多少?

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【解析】小球受到竖直向上电场力为F=qE=2×10-3N=2G，重力和电场合力大小等于重力G，方向竖直向上，这里可以把电场力

与重力合力等效为一个竖直上“重力”，将整个

装置在竖直平面内旋转180°就变成了常见物理

模型——小球在V型斜面上运动.如图所示，

（1）小球开始沿这个“V”型玻璃筒运动加速度为

a1=g（sinα-μcosα）=10×（sin37°-μcos37°）=2m/s2

所以小球第一次到达B点时速度为:

（2）在BC面上，小于开始从B点做匀减速运动，加速度大小为:

a2=g（sinα+μcosα）=10×（sin37°+μcos37°）=10m/s2

所以，速度为0时到B距离为

s=v2/2a2=0.4m

（3）接着小球又反向向B加速运动，到B后又减速向A运动，这样不断地往复，最后停在B点.如果将全过程等效为一个直线运动，则有：

mglsinα=μmgcosαL

所以L=ltanα/μ=3m

即小球通过全路程为3m.

四、排除法解选择题

排除法又叫筛选法，在选择题提供四个答案中，若能判断A、B、C选项不对，则答案就是D项.在解选择题时，若能先把一些明显不正确答案排除掉，在所剩下较少选项中再选择正确答案就较省事了.

【例7】在光滑水平面上有A、B两个小球，它们均向右在同一直线上运动，若它们在碰撞前动量分别是pA=12kg·m/s，pB=13kg·m/s（向右为正方向），则碰撞后它们动量变化量△pA及△pB有可能是

A.△pA=4kg·m/s△pB=-4kg·m/s

B.△pA=-3kg·m/s△pB=3kg·m/s

C.△pA=-24kg·m/s△pB=24kg·m/s

D.△pA=-5kg·m/s△pB=8kg·m/s

【解析】依题意：

A、B均向右运动，碰撞条件是A速度大于B速度，碰撞时动量将由A向B传递，A动量将减少，B动量将增加，即△pA＜0，△pB＞0，故A是错误.根据动量守恒定律应有：

△pA=△pB.所以D是错误，C选项中，A球动量从12kg·m/s变为-12kg·m/s，大小不变，因而它动能不变，但B球动量增大到37kg·m/s，动能增大，说明碰撞后系统动能增加，这不符合能量守恒定律.所以只有B选项正确.

五、微元法

一切宏观量都可被看成是由若干个微小单元组成.在整个物体运动全过程中，这些微小单元是其时间、空间、物质量任意且又具有代表性一小部分.通过对这些微小单元研究，我们常能发现物体运动特征和规律.微元法就是基于这种思想研究问题一种方法.

【例8】真空中以速度v飞行银原子持续打在器壁上产生压强为P，设银原子打在器壁上后便吸附在器壁上，银密度为ρ.则器壁上银层厚度增加速度u为多大?

【解析】银原子持续飞向器壁，打在器壁上吸附在器壁上速度变为0，动量发生变化是器壁对银原子有冲量结果.

设△t时间内飞到器壁上面积为S银原子质量为m，银层增加厚度为x.

由动量定理F△t=mv.又m=ρSx.

两式联立得F△t=ρSxv，整理变形得：

P=F/S=ρSxv/△t=ρvu.

所以:

u=P/ρv.

六、作图法

作图法就是通过作图来分析或求解某个物理量大小及变化趋势一种解题方法.通过作图来揭示物理过程、物理规律，具有直观形象、简单明了等优点.

【例9】某物体做初速度不为0匀变速直线运动，在时间t内通过位移为s，设运动过程中间时刻瞬时速度为v1，通过位移s中点瞬间速度为v2，则

A.若物体做匀加速直线运动，则v1＞v2

B.若物体做匀加速直线运动，则v1＜v2

C.若物体做匀减速直线运动，则v1＞v2

D.若物体做匀减速直线运动，则v1＜v2

【解析】初速度不为0匀加速直线运动与匀减速运动图像如图（a）、（b）所示，

在图（a）、（b）上分别作出中间时刻所对应速度v1，根据图线下方所围面积即为运动物体所通过位移，将梯形分为左右面积相等两部分，作出位移中点对应速度v2,可见不论是匀加速运动还是匀减速运动，都是v1＜v2.故本题答案应选B、D.

物理专题二力与运动

思想方法提炼

一、对力几点认识

1.关于力概念.力是物体对物体相互作用.这一定义体现了力物质性和相互性.力是矢量.

2.力效果

（1）力静力学效应：

力能使物体发生形变.

（2）力动力学效应：

a.瞬时效应：

使物体产生加速度F=ma

b.时间积累效应：

产生冲量I=Ft，使物体动量发生变化Ft=△p

c.空间积累效应：

做功W=Fs，使物体动能发生变化△Ek=W

3.物体受力分析基本方法

（1）确定研究对象（隔离体、整体）.

（2）按照次序画受力图，先主动力、后被动力，先场力、后接触力.

（3）只分析性质力，不分析效果力，合力与分力不能同时分析.

（4）结合物体运动状态：

是静止还是运动，是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时，在某点所受合外力方向一定指向轨迹弧线内侧某个方向.

二、中学物理中常见几种力

三、力和运动关系

1.F=0时，加速度a=0.静止或