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高考復習寶典物理篇高中物理解題方法指導物理題解常用的兩種方法：分析法的特點是從待求量出發(fā)，追尋待求量公式中每一個量的表達式，(當然結合題目所給的已知量追尋)，直至求出未知量。這樣一種思維方式“目標明確”，是一種很好的方法應當熟練掌握。 綜合法，就是“集零為整”的思維方法，它是將各個局部（簡單的部分）的關系明確以后，將各局部綜合在一起，以得整體的解決。綜合法的特點是從已知量入手，將各已知量聯(lián)系到的量（據(jù)題目所給條件尋找）綜合在一起。實際上“分析法”和“綜合法”是密不可分的，分析的目的是綜合，綜合應以分析為基礎，二者相輔相成。正確解答物理題應遵循一定的步驟 第一步：看懂題。所謂看懂題是指該題中所敘述的現(xiàn)象是否明白?不可能都不明白，不懂之處是哪？哪個關鍵之處不懂？這就要集中思考“難點”，注意挖掘“隱含條件?！币B(yǎng)成這樣一個習慣：不懂題，就不要動手解題。 若習題涉及的現(xiàn)象復雜，對象很多，須用的規(guī)律較多，關系復雜且隱蔽，這時就應當將習題“化整為零”，將習題化成幾個過程，就每一過程進行分析。 第二步：在看懂題的基礎上，就每一過程寫出該過程應遵循的規(guī)律，而后對各個過程組成的方程組求解。 第三步：對習題的答案進行討論討論不僅可以檢驗答案是否合理，還能使讀者獲得進一步的認識，擴大知識面。一、靜力學問題解題的思路和方法 1.確定研究對象：并將“對象”隔離出來-。必要時應轉(zhuǎn)換研究對象。這種轉(zhuǎn)換，一種情況是換為另一物體，一種情況是包括原“對象”只是擴大范圍，將另一物體包括進來。 2.分析“對象”受到的外力，而且分析“原始力”，不要邊分析，邊處理力。以受力圖表示。 3.根據(jù)情況處理力，或用平行四邊形法則，或用三角形法則，或用正交分解法則，提高力合成、分解的目的性，減少盲目性。 4.對于平衡問題，應用平衡條件F0，M0，列方程求解，而后討論。 5.對于平衡態(tài)變化時，各力變化問題，可采用解析法或圖解法進行研究。 靜力學習題可以分為三類： 力的合成和分解規(guī)律的運用。 共點力的平衡及變化。 固定轉(zhuǎn)動軸的物體平衡及變化。認識物體的平衡及平衡條件對于質(zhì)點而言，若該質(zhì)點在力的作用下保持靜止或勻速直線運動，即加速度為零，則稱為平衡，欲使質(zhì)點平衡須有F0。若將各力正交分解則有：FX0，F(xiàn)Y0 。對于剛體而言，平衡意味著，沒有平動加速度即0，也沒有轉(zhuǎn)動加速度即0（靜止或勻逮轉(zhuǎn)動），此時應有：F0，M0。這里應該指出的是物體在三個力（非平行力）作用下平衡時，據(jù)F0可以引伸得出以下結論： 三個力必共點。 這三個力矢量組成封閉三角形。 任何兩個力的合力必定與第三個力等值反向。對物體受力的分析及步驟（一）、受力分析要點：1、明確研究對象2、分析物體或結點受力的個數(shù)和方向，如果是連結體或重疊體，則用“隔離法”3、作圖時力較大的力線亦相應長些4、每個力標出相應的符號（有力必有名），用英文字母表示5、物體或結點：6、用正交分解法解題列動力學方程受力平衡時受力不平衡時 7、一些物體的受力特征： 8、同一繩放在光滑滑輪或光滑掛鉤上，兩側繩子受力大小相等，當三段以上繩子在交點打結時，各段繩受力大小一般不相等。（二）、受力分析步驟：1、判斷物體的個數(shù)并作圖：重力；接觸力（彈力和摩擦力）；場力（電場力、磁場力）2、判斷力的方向：根據(jù)力的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因去判；根據(jù)物體的運動狀態(tài)去判；a由牛頓第三定律去判；b由牛頓第二定律去判（有加速度的方向物體必受力）。二、運動學解題的基本方法、步驟 運動學的基本概念(位移、速度、加速度等)和基本規(guī)律是我們解題的依據(jù)，是我們認識問題、分析問題、尋求解題途徑的武器。只有深刻理解概念、規(guī)律才能靈活地求解各種問題，但解題又是深刻理解概念、規(guī)律的必需環(huán)節(jié)。 根據(jù)運動學的基本概念、規(guī)律可知求解運動學問題的基本方法、步驟為 （1）審題。弄清題意，畫草圖，明確已知量，未知量，待求量。 （2）明確研究對象。選擇參考系、坐標系。 （3）分析有關的時間、位移、初末速度，加速度等。 （4）應用運動規(guī)律、幾何關系等建立解題方程。 （5）解方程。三、動力學解題的基本方法我們用動力學的基本概念和基本規(guī)律分析求解動力學習題由于動力學規(guī)律較復雜，我們根據(jù)不同的動力學規(guī)律把習題分類求解。1、應用牛頓定律求解的問題，這種問題有兩種基本類型：（1）已知物體受力求物體運動情況，（2）已知物體運動情況求物體受力這兩種基本問題的綜合題很多。從研究對象看，有單個物體也有多個物體。 （1）解題基本方法 根據(jù)牛頓定律解答習題的基本方法是 根據(jù)題意選定研究對象，確定m。 分析物體受力情況，畫受力圖，確定。 分析物體運動情況，確定a 。 根據(jù)牛頓定律、力的概念、規(guī)律、運動學公式等建立解題方程。 解方程。 驗算，討論。 以上、是解題的基礎，它們常常是相互聯(lián)系的，不能截然分開。 應用動能定理求解的問題動能定理公式為，根據(jù)動能定理可求功、力、位移、動能、速度大小、質(zhì)量等。應用動能定理解題的基本方法是 選定研究的物體和物體的一段位移以明確m、s。 分析物體受力，結合位移以明確。 分析物體初末速度大小以明確初末動能。然后是根據(jù)動能定理等列方程，解方程，驗算討論。圖4-5Fm2m1 （例題）如圖45所示，木板質(zhì)量，長3米。物體質(zhì)量。物體與木板間摩擦系數(shù)，木板與水平地面間摩擦系數(shù)，開始時，物體在木板右端，都處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用牛的水平恒力拉木板，物體將在木板上滑動，問經(jīng)過2秒后（1）力F作功多少？（2）物體動能多大？（米/秒2）應用動量定理求解的問題從動量定理知，這定理能求沖量、力、時間、動量、速度、質(zhì)量等。動量定理解題的基本方法是 選定研究的物體和一段過程以明確m、t。 分析物體受力以明確沖量。 分析物體初、末速度以明確初、末動量。然后是根據(jù)動量定理等建立方程，解方程，驗算討論?！纠}8】 質(zhì)量為10千克的重錘從3.2米高處自由下落打擊工件，重錘打擊工件后跳起0.2米，打擊時間為0.01秒。求重錘對工件的平均打擊力。 應用機械能守恒定律求解的問題機械能守恒定律公式是知，可以用來求動能、速度大小、質(zhì)量、勢能、高度，位移等。應用機械能守恒定律的基本方法是 選定研究的系統(tǒng)和一段位移。 分析系統(tǒng)所受外力、內(nèi)力及它們作功的情況以判定系統(tǒng)機械能是否守恒。 分析系統(tǒng)中物體初末態(tài)位置、速度大小以確定初末態(tài)的機械。然后根據(jù)機械能守恒定律等列方程，解方程，驗算討論。四、電場解題的基本方法 本章的主要問題是電場性質(zhì)的描述和電場對電荷的作用，解題時必須搞清描述電場性質(zhì)的幾個物理量和研究電場的各個規(guī)律。 1、如何分析電場中的場強、電勢、電場力和電勢能 （1）先分析所研究的電場是由那些場電荷形成的電場。 （2）搞清電場中各物理量的符號的含義。 （3）正確運用疊加原理(是矢量和還是標量和)。 下面簡述各量符號的含義： 電量的正負只表示電性的不同，而不表示電量的大小。 電場強度和電場力是矢量，應用庫侖定律和場強公式時，不要代入電量的符號，通過運算求出大小，方向應另行判定。（在空間各點場強和電場力的方向不能簡單用、來表示。） 電勢和電勢能都是標量，正負表示大小用進行計算時，可以把它們的符號代入，如U為正，q為負，則也為負如U1U20，q為負，則。 電場力做功的正負與電荷電勢能的增減相對應，WAB為正（即電場力做正功）時，電荷的電勢能減小，；WAB為負時，電荷的電勢能增加。所以，應用時可以代人各量的符號，來判定電場力做功的正負。當然也可以用求功的大小，再由電場力與運動方向來判定功的正負。但前者可直接求比較簡便。2、如何分析電場中電荷的平衡和運動電荷在電場中的平衡與運動是綜合電場；川力學的有關知識習能解決的綜合性問題，對加深有關概念、規(guī)律的理解，提高分析，綜合問題的能力有很大的作用。這類問題的分析方法與力學的分析方法相同，解題步驟如下： (1)確定研究對象(某個帶電體)。 (2)分析帶電體所受的外力。 (3)根據(jù)題意分析物理過程，應注意討論各種情況，分析題中的隱含條件，這是解題的關鍵。 (4)根據(jù)物理過程，已知和所求的物理量，選擇恰當?shù)牧W規(guī)律求解。 (5)對所得結果進行討論。 【例題4】 如圖73所示，如果 (氚核)和(氦核)垂直電場強度方向進入同偏轉(zhuǎn)電場，求在下述情況時，它們的橫向位移大小的比。（1）以相同的初速度進入，（2）以相同的初動能進入； （3）以相同的初動量進入； （4）先經(jīng)過同一加速電場以后再進入。V0 分析和解 帶電粒子在電場中所受電場力遠遠大于所受的重力，所以重力可以忽略。帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場受到電場力的作用，做類似于平拋的運動，在原速度方向作勻速運動，在橫向作初速為零的勻加速運動。利用牛頓第二定律和勻加速運動公式可得 （1）以相同的初速度v0進入電場， 因E、l、v0都相同，所以 （2）以相同的初動能Ek0進入電場，因為E、l、mv2都相同，所以 （3）以相同的初動量p0進入電場，因為E、l、mv0都相同，由 （4）先經(jīng)過同一加速電場加速后進入電場，在加速電場加速后，粒子的動能 （U1為加速電壓） 由 因E、l、U1是相同的，y的大小與粒子質(zhì)量、電量無關，所以： 注意 在求橫向位移y的比值時，應先求出y的表達式，由題設條件，找出y與粒子的質(zhì)量m、電量q的比例關系，再列出比式求解，這是求比值的一般方法。3、如何分析有關平行板電容器的問題在分析這類問題時應當注意 （1）平行板電容器在直流電路中是斷路，它兩板間的電壓與它相并聯(lián)的用電器（或支路）的電壓相同。（2）如將電容器與電源相接、開關閉合時，改變兩板距離或兩板正對面積時，兩板電正不變，極板的帶電量發(fā)生變化。如開關斷開后，再改變兩極距離或兩板正對面積時，兩極帶電量不變，電壓將相應改變。（3）平行板電容器內(nèi)是勻強電場，可由求兩板間的電場強度，從而進步討論，兩極板問電荷的叫平衡和運。 4、利用電力線和等勢面的特性分析場強和電勢電力線和等勢面可以形象的描述場強和電勢。電荷周圍所畫的電力線數(shù)正比于電荷所帶電量。電力線的疏密，方向表示電場強度的大小和方向，順電力線電勢降低，等勢面垂直電力線等可以幫助我們?nèi)シ治鰣鰪姾碗妱?Q【例題】 有一球形不帶電的空腔導體，將一個負電荷Q放入空腔中，如圖所示。問：（1）由于靜電感應，空腔導體內(nèi)、外壁各帶什么電？空腔內(nèi)、導體內(nèi)、導體外的電場強度，電勢的大小有何特點，電場強度的方向如何？（2）如將空腔導體內(nèi)壁接地；空腔導體內(nèi)外壁各帶什么電?空腔內(nèi)、導體內(nèi)、導體外的場強，電勢有何變比？（3）去掉接地線，再將場電荷Q拿走遠離空腔導體后，空腔導體內(nèi)、外壁各帶什么電？空腔內(nèi)、導體內(nèi)、導體外部的場強、電勢又有什么變化？分析和解 本題利用電力線進行分析比較清楚（1）把負電荷放人空腔中，負電荷周圍將產(chǎn)生電場，（畫出電力線其方向是指向負電荷）自由電子由低電勢到圖7高電勢(電子逆電力線運動)發(fā)生靜電感應，使導體內(nèi)壁帶有電量為Q的正電荷，導體外壁帶有電量為Q的負電荷，如圖7所示?？涨粚w里外電力線數(shù)一樣多（因電力線數(shù)正比于電量）空膠外電力線指向金屬導體（電力線止于負電荷）。越靠近空腔導體場強越大。導體中無電力線小，電場強度為零，空腔內(nèi)越靠近負電荷Q電力線越密，電場強度也越大。順電力線電勢降低，如規(guī)定無窮遠電勢為零，越靠近空腔導體電勢越低，導體內(nèi)部電勢相等，空腔內(nèi)越靠近負電荷Q電勢越低。各處的電勢均小于零。（2）如把空腔導體內(nèi)壁接地，電子由低電勢到高電勢，導體上的自由電子將通過接地線進入大地，靜電平衡后導體內(nèi)壁仍帶正電，導體外壁不帶電。由于電力線數(shù)正比于場電荷，場電荷Q未變所以空腔內(nèi)的電力線分布未變，空腔內(nèi)的電場強度也不變。導體內(nèi)部場強仍為零。由于導體外壁不帶電，導體外部無電力線，導體外部場強也變?yōu)榱?。（要使導體外部空間不受空腔內(nèi)場電荷的影響，必須把空腔導體接地。）在靜電平衡后，導體與地電勢相等都等于零，導體內(nèi)部空腔中電勢仍為負，越靠近場電荷電勢越低，各處電勢都比 導體按地以前高。 （3）如去掉接地線，再把場電荷拿走遠離空腔導體時，由于靜電感應，導體外表面自由電子向內(nèi)表面運動到靜電平衡時，導體內(nèi)表面不帶電，外表面帶正電，帶電量為Q。這時導體內(nèi)部和空腔內(nèi)無電力線，場強都變?yōu)榱悖瑢w外表面場強垂直導體表面指向?qū)w外，離導體越遠，電力線越疏，場強越小。順電力線電勢減小，無窮遠電勢為零，越靠近導體電勢越高。導體上和空腔內(nèi)電勢相等，各點電勢均大于零。 當導體接地時，導體外表面不帶電，也可用電力線進行分析。如果外表面帶負電，就有電力線由無窮遠指向?qū)w，導體的電勢將小于零，與導體電勢為零相矛盾。如果導體外表面最后帶正電，則有電力線由導體外表面指向無窮遠，則導體電勢將大于零，也與地等電勢相矛盾所以，本題中將導體接地時，導體外表面不再帶電。3、利用等效和類比的方法進行分析當我們研究某一新問題時，如果它和某一學過的問題類似，就可以利用等效和類比的方法進行分析?！纠}】 擺球的質(zhì)量為m，帶電量為Q，用擺長為Z的懸線懸掛在場強為E的水平勻強電場中。求：（1）它在微小擺動時的周期；（2）將懸線偏離豎直位置多大角度時，小球由靜止釋放，擺到懸線為豎直位置時速度剛好是零。五、電路解題的基本方法1、解題的基本方法、步驟本章的主要問題是研究電路中通以穩(wěn)恒電流時，各電學量的計算，分析穩(wěn)恒電流的題目，步驟如下：（1）確定所研究的電路。（2）將不規(guī)范的串并聯(lián)電路改畫為規(guī)范的串并聯(lián)電路。（使所畫電路的串、并聯(lián)關系清晰）。對應題中每一問可分別畫出簡單電路圖，代替原題中較為復雜的電路圖。（3）在所畫圖中標出已知量和待求量，以利分析。（4）應注意當某一電阻改變時，各部分電流、電壓、功率都要改變?？梢哉J為電源電動勢和內(nèi)電阻及其它定值電阻的數(shù)值不變。必要時先求出、r和定隨電阻的大小。（5）根據(jù)歐姆定律，串、并聯(lián)特性和電功率公式列方程求解。（6）學會用等效電路，會用數(shù)學方法討論物理量的極值。2、將不規(guī)范的串并聯(lián)電路加以規(guī)范搞清電路的結構是解這類題的基礎，具體辦法是：（1）確定等勢點，標出相應的符號。因?qū)Ь€的電阻和理想安培計的電阻都不計，可以認為導線和安培計聯(lián)接的兩點是等勢點。（2）先畫電阻最少的支路，再畫次少的支路從電路的一端畫到另一端。3、含有電容器的電路解題方法在直流電路中，電容器相當電阻為無窮大的電路元件，對電路是斷路。解題步驟如下：（1）先將含電容器的支路去掉（包括與它串在同一支路上的電阻），計算各部分的電流、電壓值。（2）電容器兩極扳的電壓，等于它所在支路兩端點的電壓。（3）通過電容器的電壓和電容可求出電容器充電電量。（4）通過電容器的電壓和平行板間距離可求出兩扳間電場強度，再分析電場中帶電粒子的運動。4、如何聯(lián)接最省電用電器正常工作應滿足它要求的額定電壓和額定電流，要使額外的損失盡可能少，當電源電壓大于或等于兩個（或兩個以上）用電器額定電壓之和時，可以將這兩個用電器串聯(lián)，并給額定電流小的用電器加分流電阻，如電源電壓大于用電器額定電壓之和時，應串聯(lián)分壓電阻?！纠?三盞燈，L1為“110V 100W”，L2為“110V 50W”，L3為“110V 40W”電源電壓為220V，要求：三盞燈可以單獨工作；三盞燈同時工作時額外損耗的功率最小，應怎樣聯(lián)接？畫出電路圖，求出額外損耗功率。5、在電路計算中應注意的幾個問題（1）在電路計算中，可以認為電源的電動勢、內(nèi)電阻和各定值電阻的阻值不變，而各部分的電流、電壓、功率（或各種電表的示數(shù)）將隨外電阻的改變而收變。所以，在電路計算中，如未給出電源的電動勢和內(nèi)電阻時，往往要先將其求出再求變化后的電流、電壓、功率。（2）應搞清電路中各種電表是不是理想表。作為理想安培計，可以認為它的電阻是零，作為理想伏特計，可以認為它的電阻是無窮大。也就是說，將理想安培計、伏特汁接入電路，將不影響電路的電流和電壓。可以把安培計當成導線、伏特計去掉后進行電路計算。但作為真實表，它們都具有電阻，它們既顯示出電路的電流和電壓，也顯示它自身的電流值或電壓值。如真實安培計是個小電阻，真實伏特計是一個大電阻，將它們接入電路將影響電路的電流和電壓值。所以，解題時應搞清電路中電表是不是當作理想表。二、解題的基本方法 1、磁場、磁場力方向的判定（1）電流磁場方向的判定正確應用安培定則對于直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍空間的磁場分布，要能熟練地用磁力線正確表示，以圖示方法畫出磁力線的分布情況包括正確的方向和大致的疏密程度，還要能根據(jù)解題的需要選擇不同的圖示（如立體圖、縱剖面圖或橫斷面圖等）。其中，關于磁場方向走向的判定，要能根據(jù)電流方向正確掌握安培定則的兩種用法，即： 對于直線電流，用右手握住導線（電流），讓伸直的大拇指所指方向跟電流方向一致，則彎曲的四指所指方向即為磁力線環(huán)繞電流的方向。 對于環(huán)形電流和通電螺線管，應讓右手彎曲的四指所指方向跟電流方向一致，則伸直的大拇指所指方向即為環(huán)形電流中心軸線上磁力線方向，或通電螺線管內(nèi)部磁力線方向（亦即大拇指指向通電螺線管滋力線出發(fā)端北極）。 對于通電螺線管，其內(nèi)部的磁場方向從N極指向S極；而內(nèi)部的磁場方向從S極指向N極。從而形成閉合的曲線。（2）安培力、洛侖茲力方向的判定正確應用左手定則 運用左手定則判定安培力的方向，要依據(jù)磁場B的方向和電流I的方向只要B與IL的方向不平行，則必有安培力存在，且與B、IL所決定的平面垂直。對于B與IL不垂直的一般情況來說，則需先將B矢量分解為兩個分量：一個是垂直于IL的，另一個是平行于IL的，如圖92所示，再依據(jù)的方向和電流I的方向判定安培力的方向。在磁場與通電導線方向夾角給定的前提下，如果在安培力F磁場B和通電導線IL中任意兩個量的方向確定，就能依據(jù)左手定則判斷第三個量的方向。 運用左手定則判定洛侖茲力的方向，同樣要依據(jù)磁場B的方向和由于帶電粒子運動形成的電流方向（帶正電粒子運動形成的電流，方向與其速度v方向一致，帶負電粒子運動形成的電流，方向與其速度v方向相反）。只要B與v的方向不平行，則必有洛侖茲力存在，且與B、v所決定的平面垂直。對于B與v不垂直的一般情況來說，則仍需先將B矢量分解為兩個分量：一個是垂直于v的，另一個是平行于v的，如圖93所示，（或?qū)矢量分解為兩個分量：一個是垂直于B的，另一個是平行于B的，如圖93所示。）再依據(jù)的方向和v的方向(或B的方向和的方向)正確判定洛侖茲力的方向。在磁場B與已知電性粒子的運動速度v的方向夾角給定的前提下，如果在洛侖茲力f、磁場B和粒子運動速度中任意兩個量的方向確定，也就能依據(jù)左手定則判斷第三個量的方向。2、磁場力大小的計算及其作用效果（1）關于安培力大小的計算式，其中為B與IL的方向夾角（見圖92），由式可知，由于角取值不同，安培力值將隨之而變，其中取、值時F為零，取時F值最大。本式的適用條件，一般地說應為一般通電直導線IL處于勻強磁場B中，但也有例外，譬如在非勻強磁場中只要通電直導線段IL所在位置沿導線的各點B矢最相等（B值大小相等、方向相同），則其所受安培力也可運用該式計算。關于安培力的作用效果，解題中通常遇到的情況舉例說明如下： 平行通電導線之間的相互作用；同向電流相吸，反向電流相斥。這是電流問磁相互作用的一個重要例證。 在安培力與其他力共同作用下使通電導體處于平衡狀態(tài)，借以測定B或I等待測值。如應用電流天平測定磁感應強度值，應用磁電式電流表測量電流強度?！纠}2)】 圖95所示是一種電流天平，用以測定勻強磁場的磁感應強度。在天平的一端掛一矩形線圈，其底邊置于待測勻強磁場B中，B的方向垂直于紙面向里。已知線圈為n匝，底邊長L當線圈通以逆時針方向，強度為I的電流時，使天平平衡；將電流反向但強度不變，則需在左盤中再加砝碼，使天平恢復平衡。試列出待測磁場磁感應強度B的表達式。分析和解 本題應著眼于線圈底邊在安培力作用下天平的平衡以及電流方向變化后天平調(diào)整重新平衡等問題因此需對線圈及天平進行受力分析，根據(jù)平衡條件確定有關量的量值關系。對于第一種情況，即線圈（設線圈質(zhì)量為M）通以逆時針方向電流時，根據(jù)左手定則判定其底邊所受安培力F的方向豎直向上。如果這時左盤中置砝碼m可使天平平衡，則應有 第二種情況，即線圈改通順時針方向電流后，顯然其底邊所受安培力方向變?yōu)樨Q直向下。左盤需再加砝碼，以使天平重新平衡，這時則有 由、兩式可得，根據(jù)安培力的計算式，并考慮到線圈的匝數(shù)，有。所以待測磁場的磁感應強度，即為所求。（2）關于洛侖茲力大小的計算式，其中為B與的方向夾角（見圖93），由式可知，由于取值不同，洛侖茲力值亦將隨之而變，其中取、值時為零，取時值最大。本式的適用范圍比較廣泛，但在中學物理教學中只討論帶電粒子在勻強磁場中的運動，而且大綱規(guī)定，洛侖茲力的計算，只要求掌握跟B垂直的情況。 關于洛侖茲力的作用效果，解題中通常遇到的情況舉例說明如下： 在勻強磁場中帶電粒子的運動。a、如果帶電粒子的運動速度垂直于磁場B，即，如圖99所示，則帶電粒子將在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運動，這時洛侖茲力起著向心力的作用根據(jù)牛頓第二定律，應為 ，由此可得，圓運動半徑。角速度。周期。粒子動量的大小。粒子的動能。 b、如果帶電粒子的運動速度與磁場B不垂直，臂如銳角，如圖910所示。則可將分解為及,其中帶電粒子q一方面因而受洛侖茲力的作用，在垂直于B的平面內(nèi)做一個勻速圓周運動；同時，還因而做一平行于磁場的與蘇直線運動。兩分運動的合運動為如圖910所示的沿一等距螺旋線運動，其距軸的半徑，螺距。高考物理解題模型目 錄第一章 運動和力一、追及、相遇模型二、先加速后減速模型三、斜面模型四、掛件模型五、彈簧模型（動力學）第二章 圓周運動一、水平方向的圓盤模型二、行星模型第三章 功和能一、水平方向的彈性碰撞二、水平方向的非彈性碰撞三、人船模型四、爆炸反沖模型第四章 力學綜合一、解題模型：二、滑輪模型三、渡河模型第五章 電路一、電路的動態(tài)變化二、交變電流第六章 電磁場一、電磁場中的單桿模型二、電磁流量計模型三、回旋加速模型四、磁偏轉(zhuǎn)模型59第一章 運動和力一、追擊、相遇模型模型講解：火車甲正以速度v1向前行駛，司機突然發(fā)現(xiàn)前方距甲d處有火車乙正以較小速度v2同向勻速行駛，于是他立即剎車，使火車做勻減速運動。為了使兩車不相撞，加速度a應滿足什么條件？解析：設以火車乙為參照物，則甲相對乙做初速為、加速度為a的勻減速運動。若甲相對乙的速度為零時兩車不相撞，則此后就不會相撞。因此，不相撞的臨界條件是：甲車減速到與乙車車速相同時，甲相對乙的位移為d。即：，故不相撞的條件為甲、乙兩物體相距s，在同一直線上同方向做勻減速運動，速度減為零后就保持靜止不動。甲物體在前，初速度為v1，加速度大小為a1。乙物體在后，初速度為v2，加速度大小為a2且知v1v2，但兩物體一直沒有相遇，求甲、乙兩物體在運動過程中相距的最小距離為多少？解析：若是，說明甲物體先停止運動或甲、乙同時停止運動。在運動過程中，乙的速度一直大于甲的速度，只有兩物體都停止運動時，才相距最近，可得最近距離為若是，說明乙物體先停止運動那么兩物體在運動過程中總存在速度相等的時刻，此時兩物體相距最近，根據(jù)，求得在t時間內(nèi)甲的位移乙的位移代入表達式求得如圖1.01所示，聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運動，相對于地面的速率分別為和。空氣中聲音傳播的速率為，設，空氣相對于地面沒有流動。圖1.01若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號。時間間隔為，請根據(jù)發(fā)出的這兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的過程。確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔。請利用（1）的結果，推導此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關系式。解析：作聲源S、觀察者A、聲信號P（P1為首發(fā)聲信號，P2為再發(fā)聲信號）的位移時間圖象如圖2所示圖線的斜率即為它們的速度則有：圖2兩式相減可得：解得（2）設聲源發(fā)出聲波的振動周期為T，這樣，由以上結論，觀察者接收到的聲波振動的周期為由此可得，觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關系為在一條平直的公路上，乙車以10m/s的速度勻速行駛，甲車在乙車的后面作初速度為15m/s，加速度大小為0.5m/s2的勻減速運動，則兩車初始距離L滿足什么條件時可以使（1）兩車不相遇；（2）兩車只相遇一次；（3）兩車能相遇兩次（設兩車相遇時互不影響各自的運動）。答案：設兩車速度相等經(jīng)歷的時間為t，則甲車恰能追及乙車時，應有其中，解得若，則兩車等速時也未追及，以后間距會逐漸增大，及兩車不相遇。若，則兩車等速時恰好追及，兩車只相遇一次，以后間距會逐漸增大。若，則兩車等速時，甲車已運動至乙車前面，以后還能再次相遇，即能相遇兩次。二、先加速后減速模型模型概述：物體先加速后減速的問題是運動學中典型的綜合問題，也是近幾年的高考熱點，同學在求解這類問題時一定要注意前一過程的末速度是下一過程的初速度，如能畫出速度圖象就更明確過程了。模型講解：一小圓盤靜止在桌面上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖1.02所示。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最近未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）圖1.02 解析：根據(jù)題意可作出物塊的速度圖象如圖2所示。設圓盤的質(zhì)量為m，桌邊長為L，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為，有圖2桌布抽出后，盤在桌面上做勻減速運動，以表示加速度的大小，有設盤剛離開桌布時的速度為，移動的距離為，離開桌布后在桌面上再運動距離后便停下，由勻變速直線運動的規(guī)律可得：盤沒有從桌面上掉下的條件是：設桌布從盤下抽出所經(jīng)歷時間為t，在這段時間內(nèi)桌布移動的距離為x，有：，而，求得：，及聯(lián)立解得一個質(zhì)量為m=0.2kg的物體靜止在水平面上，用一水平恒力F作用在物體上10s，然后撤去水平力F，再經(jīng)20s物體靜止，該物體的速度圖象如圖3所示，則下面說法中正確的是（ ）A. 物體通過的總位移為150mB. 物體的最大動能為20JC. 物體前10s內(nèi)和后10s內(nèi)加速度大小之比為2：1D. 物體所受水平恒力和摩擦力大小之比為3：1答案：ACD圖3三、斜面模型相距為20cm的平行金屬導軌傾斜放置，如圖1.03，導軌所在平面與水平面的夾角為，現(xiàn)在導軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦系數(shù)為，整個裝置處于磁感應強度B=2T的豎直向上的勻強磁場中，導軌所接電源電動勢為15V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值可按要求進行調(diào)節(jié)，其他部分電阻不計，取，為保持金屬棒ab處于靜止狀態(tài)，求：（1）ab中通入的最大電流強度為多少？（2）ab中通入的最小電流強度為多少？ 圖1.03 導體棒ab在重力、靜摩擦力、彈力、安培力四力作用下平衡，由圖2中所示電流方向，可知導體棒所受安培力水平向右。當導體棒所受安培力較大時，導體棒所受靜摩擦力沿導軌向下，當導體棒所受安培力較小時，導體棒所受靜摩擦力沿導軌向上。（1）ab中通入最大電流強度時受力分析如圖2，此時最大靜摩擦力沿斜面向下，建立直角坐標系，由ab平衡可知，x方向：y方向：由以上各式聯(lián)立解得：（2）通入最小電流時，ab受力分析如圖3所示，此時靜摩擦力，方向沿斜面向上，建立直角坐標系，由平衡有：x方向：y方向：聯(lián)立兩式解得：由物體置于光滑的斜面上，當斜面固定時，物體沿斜面下滑的加速度為，斜面對物體的彈力為。斜面不固定，且地面也光滑時，物體下滑的加速度為，斜面對物體的彈力為，則下列關系正確的是：A. B. C. D. 當斜面可動時，對物體來說是相對斜面這個加速參考系在作加速運動，而且物體和參考系的運動方向不在同一條直線上，利用常規(guī)的方法難于判斷，但是利用矢量三角形法則能輕松獲解。如圖4所示，由于重力的大小和方向是確定不變的，斜面彈力的方向也是惟一的，由共點力合成的三角形法則，斜面固定時，加速度方向沿斜面向下，作出的矢量圖如實線所示，當斜面也運動時，物體并不沿平行于斜面方向運動，相對于地面的實際運動方向如虛線所示。所以正確選項為B。帶負電的小物體在傾角為的絕緣斜面上，整個斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強電場中，如圖1.04所示。物體A的質(zhì)量為m，電量為-q，與斜面間的動摩擦因素為，它在電場中受到的電場力的大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)時間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向與電場強度方向垂直，磁感應強度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。（1）物體A在斜面上的運動情況？說明理由。（2）物體A在斜面上運動過程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？（結果用字母表示）圖1.04 （1）物體A在斜面上受重力、電場力、支持力和滑動摩擦力的作用，小物體A在恒力作用下，先在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動；加上勻強磁場后，還受方向垂直斜面向上的洛倫茲力作用，方可使A離開斜面，故磁感應強度方向應垂直紙面向里。隨著速度的增加，洛倫茲力增大，斜面的支持力減小，滑動摩擦力減小，物體繼續(xù)做加速度增大的加速運動，直到斜面的支持力變?yōu)榱?，此后小物體A將離開地面。（2）加磁場之前，物體A做勻加速運動，據(jù)牛頓運動定律有：解出A沿斜面運動的距離為：加上磁場后，受到洛倫茲力隨速度增大，支持力減小，直到時，物體A將離開斜面，有：物體A在斜面上運動的全過程中，重力和電場力做正功，滑動摩擦力做負功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理有：物體A克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能： 如圖1.05所示，在水平地面上有一輛運動的平板小車，車上固定一個盛水的杯子，杯子的直徑為R。當小車作勻加速運動時，水面呈如圖所示狀態(tài)，左右液面的高度差為h，則小車的加速度方向指向如何？加速度的大小為多少？圖1.05 我們由圖可以看出物體運動情況，根據(jù)杯中水的形狀，可以構建這樣的一個模型，一個物塊放在光滑的斜面上（傾角為），重力和斜面的支持力的合力提供物塊沿水平方向上的加速度，其加速度為：。我們?nèi)”兴嫔系囊坏嗡疄檠芯繉ο?，水滴受力情況如同斜面上的物塊。由題意可得，取杯中水面上的一滴水為研究對象，它相對靜止在“斜面”上，可以得出其加速度為，而，得，方向水平向右。如圖1.06所示，質(zhì)量為M的木板放在傾角為的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上跑，假如腳與板接觸處不打滑。（1）要保持木板相對斜面靜止，人應以多大的加速度朝什么方向跑動？（2）要保持人相對于斜面的位置不變，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向運動？圖1.06 答案：（1）要保持木板相對斜面靜止，木板要受到沿斜面向上的摩擦力與木板的下滑力平衡，即，根據(jù)作用力與反作用力人受到木板對他沿斜面向下的摩擦力，所以人受到的合力為：方向沿斜面向下。（2）要保持人相對于斜面的位置不變，對人有，F(xiàn)為人受到的摩擦力且沿斜面向上，根據(jù)作用力與反作用力等值反向的特點判斷木板受到沿斜面向下的摩擦力，大小為所以木板受到的合力為：方向沿斜面向下。四、掛件模型圖1.07中重物的質(zhì)量為m，輕細線AO和BO的A、B端是固定的。平衡時AO是水平的，BO與水平面的夾角為。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（ ）A. B. C. D. 圖1.07 解析：以“結點”O(jiān)為研究對象，沿水平、豎直方向建立坐標系，在水平方向有豎直方向有聯(lián)立求解得BD正確。物體A質(zhì)量為，用兩根輕繩B、C連接到豎直墻上，在物體A上加一恒力F，若圖1.08中力F、輕繩AB與水平線夾角均為，要使兩繩都能繃直，求恒力F的大小。圖1.08 解析：要使兩繩都能繃直，必須，再利用正交分解法作數(shù)學討論。作出A的受力分析圖3，由正交分解法的平衡條件：圖3解得兩繩都繃直，必須由以上解得F有最大值，解得F有最小值，所以F的取值為。如圖1.09所示，AB、AC為不可伸長的輕繩，小球質(zhì)量為m=0.4kg。當小車靜止時，AC水平，AB與豎直方向夾角為=37，試求小車分別以下列加速度向右勻加速運動時，兩繩上的張力FAC、FAB分別為多少。取g=10m/s2。（1）；（2）。圖1.09 解析：設繩AC水平且拉力剛好為零時，臨界加速度為根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)得當，此時AC繩伸直且有拉力。根據(jù)牛頓第二定律；，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)得當，此時AC繩不能伸直，。AB繩與豎直方向夾角，據(jù)牛頓第二定律，。聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)得。兩個相同的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長度相同的兩根細線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點O，并用長度相同的細線連接A、B兩小球，然后用一水平方向的力F作用在小球A上，此時三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好處于豎直方向，如圖1所示，如果不考慮小球的大小，兩球均處于靜止狀態(tài)，則力F的大小為（ ）A. 0B. mgC. D. 圖1.10 答案：C如圖1.11甲所示，一根輕繩上端固定在O點，下端拴一個重為G的鋼球A，球處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每一刻，都可以認為球處于平衡狀態(tài)，如果外力F方向始終水平，最大值為2G，試求：（1）輕繩張力FT的大小取值范圍；（2）在乙圖中畫出輕繩張力與cos的關系圖象。圖1.11 答案：（1）當水平拉力F=0時，輕繩處于豎直位置時，繩子張力最小當水平拉力F=2G時，繩子張力最大：因此輕繩的張力范圍是：（2）設在某位置球處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得所以即，得圖象如圖7。圖7 如圖1.12所示，斜面與水平面間的夾角，物體A和B的質(zhì)量分別為、。兩者之間用質(zhì)量可以不計的細繩相連。求：（1）如A和B對斜面的動摩擦因數(shù)分別為，時，兩物體的加速度各為多大？繩的張力為多少？（2）如果把A和B位置互換，兩個物體的加速度及繩的張力各是多少？（3）如果斜面為光滑時，則兩個物體的加速度及繩的張力又各是多少？圖1.12 解析：（1）設繩子的張力為，物體A和B沿斜面下滑的加速度分別為和，根據(jù)牛頓第二定律：對A有對B有設，即假設繩子沒有張力，聯(lián)立求解得，因，故說明物體B運動比物體A的運動快，繩松弛，所以的假設成立。故有因而實際不符，則A靜止。（2）如B與A互換則，即B物運動得比A物快，所以A、B之間有拉力且共速，用整體法代入數(shù)據(jù)求出，用隔離法對B：代入數(shù)據(jù)求出（3）如斜面光滑摩擦不計，則A和B沿斜面的加速度均為兩物間無作用力。如圖1.13所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為、在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（ ） A. 小車靜止時，方向沿桿向上B. 小車靜止時，方向垂直桿向上C. 小車向右以加速度a運動時，一定有D. 小車向左以加速度a運動時，方向 斜向左上方，與豎直方向的夾角為 圖1.13解析：小車靜止時，由物體的平衡條件知桿對球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg。小車向右以加速度a運動，設小球受桿的作用力方向與豎直方向的夾角為，如圖4所示，根據(jù)牛頓第二定律有：，兩式相除得：。圖4只有當球的加速度且向右時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時才有。小車向左以加速度a運動，根據(jù)牛頓第二定律知小球所受重力mg和桿對球的作用力F的合力大小為ma，方向水平向左。根據(jù)力的合成知，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為：如圖1.14所示，在動力小車上固定一直角硬桿ABC，分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細線將小球P懸吊起來。輕彈簧的勁度系數(shù)為k，小球P的質(zhì)量為m，當小車沿水平地面以加速度a向右運動而達到穩(wěn)定狀態(tài)時，輕彈簧保持豎直，而細線與桿的豎直部分的夾角為，試求此時彈簧的形變量。圖1.14 答案：，討論：若則彈簧伸長若則彈簧伸長若則彈簧壓縮五、彈簧模型（動力學）如圖1.15所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上。中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用。中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動。中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量，則有（ ） 圖1.15 A. B. C. D. 解析：當彈簧處于靜止（或勻速運動）時，彈簧兩端受力大小相等，產(chǎn)生的彈力也相等，用其中任意一端產(chǎn)生的彈力代入胡克定律即可求形變。當彈簧處于加速運動狀態(tài)時，以彈簧為研究對象，由于其質(zhì)量為零，無論加速度a為多少，仍然可以得到彈簧兩端受力大小相等。由于彈簧彈力與施加在彈簧上的外力F是作用力與反作用的關系，因此，彈簧的彈力也處處相等，與靜止情況沒有區(qū)別。在題目所述四種情況中，由于彈簧的右端受到大小皆為F的拉力作用，且彈簧質(zhì)量都為零，根據(jù)作用力與反作用力關系，彈簧產(chǎn)生的彈力大小皆為F，又由四個彈簧完全相同，根據(jù)胡克定律，它們的伸長量皆相等，所以正確選項為D。用如圖1.16所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器。用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦的滑動，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出。現(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后，汽車靜止時，傳感器a、b的示數(shù)均為10N（?。?）若傳感器a的示數(shù)為14N、b的示數(shù)為6.0N，求此時汽車的加速度大小和方向。（2）當汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器a的示數(shù)為零。圖1.16 解析：（1），a1的方向向右或向前。（2）根據(jù)題意可知，當左側彈簧彈力時，右側彈簧的彈力代入數(shù)據(jù)得，方向向左或向后如圖1.17所示，一根輕彈簧上端固定在O點，下端系一個鋼球P，球處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，吏球緩慢偏移。若外力F方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角且彈簧的伸長量不超過彈性限度，則下面給出彈簧伸長量x與的函數(shù)關系圖象中，最接近的是（ ）圖1.17 答案：D第二章 圓周運動解題模型：一、水平方向的圓盤模型如圖1.01所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊，當物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直（繩上張力為零）。物體和轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其正壓力的倍，求：（1）當轉(zhuǎn)盤的角速度時，細繩的拉力。（2）當轉(zhuǎn)盤的角速度時，細繩的拉力。 圖2.01 解析：設轉(zhuǎn)動過程中物體與盤間恰好達到最大靜摩擦力時轉(zhuǎn)動的角速度為，則，解得。（1）因為，所以物體所需向心力小于物體與盤間的最大摩擦力，則物與盤間還未到最大靜摩擦力，細繩的拉力仍為0，即。（2）因為，所以物體所需向心力大于物與盤間的最大靜摩擦力，則細繩將對物體施加拉力，由牛頓的第二定律得：，解得。如圖2.02所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上，沿直徑方向上放置以細線相連的A、B兩個小物塊。A的質(zhì)量為，離軸心，B的質(zhì)量為，離軸心，A、B與盤面間相互作用的摩擦力最大值為其重力的0.5倍，試求：（1）當圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為多少時，細線上開始出現(xiàn)張力？（2）欲使A、B與盤面間不發(fā)生相對滑動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為多大？（）圖2.02 （1）當圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為多少時，細線上開始出現(xiàn)張力？（2）欲使A、B與盤面間不發(fā)生相對滑動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為多大？（）解析：（1）較小時，A、