高中物理常用物理思想与方法.docx

高中物理常用物理思想与方法.docx

《高中物理常用物理思想与方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理常用物理思想与方法.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理常用物理思想与方法

高中物理常用物理思想与方法

方法一、对称法

1．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。

其中a、b两点的电势相等、电场强度相同的是

A．甲图中与点电荷等距的a、b两点

B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

D．丁图中匀强电场中的a、b两点

2．如图所示，质量均为m的A、B两个小球，用长为2L的轻质杆相连接，在竖直平面内，绕固定轴O沿顺时针方向自由转动（转轴在杆的中点），不计一切摩擦．某时刻A、B球恰好在如图所示的位置，A、B球的线速度大小均为v。

下列说法正确的是

A．运动过程中B球机械能守恒

B．运动过程中B球速度大小不变

C．B球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量保持不变

D．B球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量不断改变

3．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，C、D在AB的垂直平分线上。

在C点处由静止释放一个带负电的小球P（不改变原来的电场分布），此后P在C点和D点之间来回运动。

A．若小球P在经过C点时带电量突然减小，则它将会运动到连线上CD之外

B．若小球P的带电量在经过CO之间某处减小，则它将会运动到连线上CD之外

C．若小球P在经过C点时，点电荷M、N的带电量同时等量增大，则它将会运动到连线上CD之外

D．若小球P在经过CO之间某处时，点电荷M、N的带电量同时等量增大，则它以后不可能再运动到C点或D点

4．抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。

现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。

（重力加速度为g）

（1）若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1，水平发出，落在球台的P1点（如图实线所示），求P1点距O点的距离x1。

（2）若球在O点正上方以速度v2水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的P2（如图虚线所示），求v2的大小。

（3）若球在O正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3，求发球点距O点的高度h3。

5．如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L两板间距离为d，在PQ板的上方有垂直纸面向里足够大的匀强磁场。

一个电荷量为q，质量为m的带负电粒子以速度V0从MN板边缘且紧贴M点，沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。

不计粒子重力，求：

（1）两金属板间所加电压U的大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）当该粒子再次进入电场并再次从电场中飞出时的速度及方向。

方法二：

假设法

1．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图。

已知波速为10m/s，图中P质点所在位置的横坐标为5.5m，则其振动周期为______s，P质点的振动方程为

。

当t=0.6s时，P质点的位移为______m，t=0s到t=0.6s过程中路程为________m，从t=0经_________s，P质点到达波谷处。

2．如图所示，A、B为平行放置的两块金属板，相距为d，且带有等量的异种电荷并保持不变，两板的中央各有小孔M和N。

今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落，P、M、N在同一竖直线上，质点下落到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，空气阻力不计。

则

A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回

B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落

C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回

D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落

3．在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示。

已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g。

求：

（1）小球运动到任意位置P（x，y）的速率v。

（2）小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym。

（3）当在上述磁场中加一竖直向上场强为E（E＞mg/q）的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率vm。

方法三：

整体法和隔离法

1．如图所示，光滑水平地面上的小车质量为M，站在小车水平底板上的人质量为m。

人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车，定滑轮上下两侧的绳子都保持水平，不计绳与滑轮之间的摩擦。

在人和车一起向右加速运动的过程中，下列说法正确的是

A．人可能受到向左的摩擦力B．人一定受到向左的摩擦力

C．人拉绳的力越大，人和车的加速度越大D．人拉绳的力越大，人对车的摩擦力越小

2．如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离。

则下列说法中正确的是

A．B和A刚分离时，弹簧为原长B．B和A刚分离时，它们的加速度为g

C．弹簧的劲度系数等于mg/hD．在B与A分离之前，它们作匀加速运动

3．如图所示，倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段长为3L。

有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为L。

将它们由静止释放，释放时下端距A为2L。

当下端运动到A下面距A为L/2时物块运动的速度达到最大。

（1）求物块与粗糙斜面的动摩擦因数；

（2）求物块停止时的位置；

（3）要使所有物块都能通过B点，由静止释放时物块下端距A点至少要多远?

4．如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接．在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ。

现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h。

现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内。

重力加速度为g。

求：

（1）水平外力F的大小；

（2）1号球刚运动到水平槽时的速度；

（3）整个运动过程中，2号球对1号球所做的功。

5．如图所示，光滑斜面的倾角θ=300，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长为1m，bc边的边长为0.8m，线框的质量M=4kg，电阻为0.1Ω，线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连，滑轮的质量不计，重物的质量m=lkg，斜面上ef和曲线为斜面上有界匀强磁场的边界，与斜面的底边平行，ef和曲线的间距为1.8m，磁场方向垂直于斜面向上，B=0.5T，开始cd边离gh边的距离为2.25m，由静止释放，，线框恰好能匀速穿过ef边界，线框滑动过程中cd边始终与底边平行，求：

（设斜面足够长，重物m不会与滑轮接触，g取10m/s2）

（1）线框cd边刚进入磁场时速度的大小。

（2）线框进入磁场过程中通过线框的电量。

（3）线框进入磁场过程中在线框中产生的焦耳热。

6．如图所示，光滑绝缘斜面的倾角为θ，斜面上放置一质量为M，电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd，通过细线绕过光滑的定滑轮与一质量为m的重物相连，连接线框的细线与线框共面，滑轮和绳的质量均不计。

斜面上有两个匀强磁场区域I和Ⅱ，其宽度均为L，磁感应强度大小均为B，磁场方向分别垂直于斜面向上和垂直于斜面向下线框的ab边距磁场区域I的上边界为2L开始时各段绳都处于伸直状态，现将它们由静止释放。

线框沿斜面向下运动，ab边刚穿过两磁场的分界线oo/进入磁场区域Ⅱ时，线框恰好做匀速运动（绳子始终处于拉紧状态）。

求：

（1）线框的ab边刚进入磁场区域I时的速度大小；

（2）线框ab边在磁场区域Ⅱ中运动的过程中，线框重力的功率P；

（3）从开始释放到ab边刚穿出磁场区域I的过程中，线框中产生的焦耳热Q。

7、如图所示，磁感应强度为B的条形匀强磁场区域的宽度都是d1，相邻磁场区域的间距均为d2，x轴的正上方有一电场强度为E、方向与x轴和磁场均垂直的匀强电场区域。

现将质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力忽略不计）从x轴正上方高h处自由释放。

（1）求粒子在磁场区域做圆周运动的轨迹半径r。

（2）若粒子只经过第1个和第2个磁场区域回到x轴，则粒子从释放到回到x轴所需要的时间t为多少?

（3）若粒子以初速度v0从高h处沿x轴正方向水平射出后，最远到达第k个磁场区域并回到x轴，则d1、d2如应该满足什么条件?

方法四：

微元法

1．从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已经做匀速运动。

求：

（1）球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；

（2）球抛出瞬间的加速度大小；

（3）球上升的最大高度H。

2．如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于竖直平面内，两导轨间的距离为d，导轨上面横放着两根导体棒L1和L2，与导轨构成回路，两根导体棒的质量都为m，电阻都为R，回路中其余部分的电阻可不计。

在整个导轨平面内都有与导轨所在面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B。

两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，保持L1向上作速度为υ的匀速运动，在t=0时刻将靠近L1处的L2由静止释放（刚释放时两棒的距离可忽略），经过一段时间后L2也作匀速运动。

已知d=0.5m，m=0.5kg，R=0.1Ω，B=1T，g取10m/s2。

（1）为使导体棒L2向下运动，L1的速度υ最大不能超过多少？

（2）若L1的速度υ为3m/s，在坐标中画出L2的加速度a2与速率υ2的关系图像；

（3）若L1的速度υ为3m/s，在L2作匀速运动的某时刻，两棒的间距4m，求在此时刻前L2运动的距离。

3．如图所示，光滑金属导体ab和cd水平固定，相交于O点并接触良好，∠aOc=60°。

一根轻弹簧一端固定，另一端连接一质量为m的导体棒ef，ef与ab和cd接触良好。

弹簧的轴线与∠bOd平分线重合。

虚线MN是磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场的边界线，距O点距离为L．ab、cd、ef单位长度的电阻均为r。

现将弹簧压缩，t=0时，使ef从距磁场边界L/4处由静止释放，进入磁场后刚好做匀速运动，当ef到达O点时，弹簧刚好恢复原长，并与导体棒ef分离。

已知弹簧形变量为x时，弹性势能为，k为弹簧的劲度系数。

不计感应电流之间的相互作用。

（1）证明：

导体棒在磁场中做匀速运动时，电流的大小保持不变；

（2）求导体棒在磁场中做匀速运动的速度大小v0和弹簧的劲度系数k；

（3）求导体棒最终停止位置距O点的距离。

4．半径为R的光滑球固定在水平桌面上，有一质量为M的圆环状均匀弹性绳圈，原长为πR，且弹性绳圈的劲度系数为k，将弹性绳圈从球的正上方轻放到球上，使弹性绳圈水平停留在平衡位置上，如图所示，若平衡时弹性绳圈长为，求弹性绳圈的劲度系数k。

解：

由于整个弹性绳圈的大小不能忽略不计，弹性绳圈不能看成质点，所以

应将弹性绳圈分割成许多小段，其中每一小段△m两端受的拉力就是弹

性绳圈内部的弹力F.在弹性绳圈上任取一小段质量为△m作为研究对象，

进行受力分析。

但是△m受的力不在同一平面内，可以从一个合适的角

度观察.选取一个合适的平面进行受力分析，这样可以看清楚各个力之间

的关系.从正面和上面观察，分别画出正视图的俯视图，如图甲和乙。

先看俯视图，设在弹性绳圈的平面上，△m所对的圆心角是△θ，则

每一小段的质量

△m在该平面上受拉力F的作用，

合力为

因为当θ很小时，所以

再看正视图乙，