2011年高考物理考前指导：方法篇

2011年高考物理考前指导：方法篇

 

 整体法和隔离法．在解答物理问题时，往往会遇到有相互作用的两个物体或两个以上的物体所组成的比较复杂的系统，分析和解答这类问题。确定研究对象是突键，对系统内的物休逐个隔离进行分析的方法称为隔离法；把整个系统作为一个对象进行分析的方法称为整体。隔离物体法的优点在于能把系统内各个物体状态的变化的原因以及物体间相互作用关系分析情楚，能把物体在系统内与其他物体物体相互作用的内力转化为物体所受的外力，以便应用牛顿第二定律进行求解；缺点是涉及的因素多比较繁杂．整体法的优点是只须分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用，能更简洁、更本质的展现出物理量间的关系．缺点是无法讨论系统内部的情况。一般的说，对于不要求讨论系统内部情况的，首选整体法，解题过程简明、快捷；要讨论系统内部情况的，必须运用隔离法，实际应用中，隔离法和整体法往往同时交替使用。

等效法．等效法就是在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法．合力与分力、运动的合成与分解、电阻的串联与并联、交变电流的有效值等都是等效法在物理学中的实际应用；等效法在物理解题中也有广泛的应用，主要有：物理模型的等效替代；物理过程的等效替代；作用效果的等效替代，在应用等效法解题时，应知道两个事物的等效不是全方位的，只是局部的、特定的、某一方面的等效，因此在具体的问题中必须明确哪一方面等效，这样才能把握住等效的条件和范围二

对称法．自然界和自然科学中，普遍存在着优美和谐的对称现象．对称性就是事物在变化时存在的某种不变性。物理中对称现象比比皆是，对称的结构、对称的作用、对称的电路、对称的物和像等等。一般情况下对称表现为研究对象在结构上的对称性、物理过程在时间上和空间上的对称性、物理量在分布上的对称性及作用效果的对称性等，利用对称性解题有时能一眼看出答案，大大简化解题步骤．从科学思维方法的角度来讲，对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力．用对称性解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性，这些对称性往往就是通胳案的捷径。

临界和极值问题，在中学物理问题中，有一类问题具有这样的特点，如果从题中给出的条件出发，需经过较复杂的计算才能得到结果的一般形式，但这种形式常因条件不足，使得结果难以确定，若我们采用极限思维的方法，将其变化过程引向极端的情况，就能把比较隐蔽的条件或临界现象暴露出来，从而有助于结论的迅速取得．这为我们解题提供了另一条通道。

求解极值问题的方法从大的角度可分为物理方法和数学方法．物理方法包括（1）利用临界条件求极值（2）利用问题的边界条件求极值；（3）利用矢量图求极值．数学方法包括（1）用三角函数关系求极值；（2）用二次方程的判别式求极值；（3）用不等式的性质求极值，一般而言，用物理方法求极值直观、形象，对构建模型及动态分析等方面的能力要求较高，而用数学方法求极值思路严谨，对数学能力要求较高．若将二者予以融合，则将相得益彰，对增强解题能力大有裨益．

a ．追及与相遇中的临界问题

追及和相遇问题主要涉及在同一直线上运动的两个物体的运动关系，所应用的规律是匀变速直线运动的相关规律．

 追及、相遇问题常常涉及到临界问题，分析临界状态，找出临界条件是解决这类问题的关键．速度相等是物体恰能追上或恰不相碰、或间距最大或最小的临界条件．

在两物体在同一直线上的追及、相遇或避免碰撞问题中关键的条件是：两物体能否同时到达空间某位置．因此应分别对两物体研究，列出位移方程，然后利用时间关系、速度关系、位移关系解出。

解答追及、相遇问题时要特别注意明确两物体的位移关系、时间关系，速度关系，这些关系是我们根据相关运动学公式列方程的依据．

解题方法指导：

（1）解“追及”和‘相遇”问题的思路：

解“追及”和“相遇”问题大致分为两种方法，即数学方法和物理方法．求解过程中可以有不同的思路，例如考虑图象法等等．

解题的基本思路是： ① 根据对两物体运动过程的分析，：画出物体的运动示意图； ② 根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中； ③ 由运动示意图找出两物体位移间关联方程； ④ 联立方程求解．

运动物体的追赶、相遇问题，一般解法较多：解析法、图象法、极值法等．应适当地做些一题多解的练习，以开启思路，培养发散思维的能力．但平时训练仍应以物理意义突出的解析法为主．通过适当的练习后，总结一下追赶、相遇、避碰问题的特点、分析方法，特别是对其中所涉及的“相距最远”、“相距最近”、“恰好不相碰”等临界问题，应在思考的基础上总结出临界状态的特点，找出临界条件．

（2）分析“追及”“相遇”问题应注意：

 ① 分析“追及”“相遇”问题时，一定要抓住一个条件，两个关系：一个条件是两物体的速度满足的临界条件，如“两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等”．两个关系是时间关系和位移关系．其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系，是解题的突破口，也是解题常用方法．因此，在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯，对帮助我们理解题意，启迪思维大有裨益．

养成根据题意画出物体运动示意图的习惯．特别对较复杂的运动，画出草图可使运动过程直观，物理图景清晰，便于分析研究．

② 分析研究对象的运动过程，搞清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪几个运动阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段间存在什么联系．特别是，若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否停止运动．

 ③ 仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目的隐合条件，如“刚好”、“恰巧”、“最多”、“至少”等．往往对应一个临界状态，由此找出满足相应的临界条件．

 ④ 关于直线运动的公式较多，且公式间有相互联系，因此，题日常可一题多解．解题时要思路开阔，联想比较，筛选最简捷的解题方案．解题时除采用常规的公式解析法外，图象法、比例法、极值法、逆向转换法（如将一匀减速直线运动视为反向的匀加速直线运动）等，也是解题中常用的方法．

 

 b ．物体平衡中的临界和极值问题

物体在多个共点力作用下的动态平衡问题中，常涉及到什么时候受力“最大”或“最小”，哪根绳先断等问题．

解题方法指导：

研究平衡物体的临界和极值问题有两种方法：

 1 ．解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值．通常我们会用到的数学知识有：二次函数极值、均分定理求极值、讨论分式极值、三角函数极值以及几何法求极值；

2 ．图解法：根据物休的平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力即组成一个矢量三角形，然后根据图进行动态分析，确定最大值和最小值．这种方法比较简便，而且很直观．

例．如图 1 所示，质量为 m 的物体，置于水平长木板上，物体与木板间的动摩擦因数为u，现将长木板的一端缓慢抬起，要使物体始终保持静止，木板与水平地面间的夹角不能超过多少？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．

c ．动力学中的临界和极值问题

解决动力学中的临界和极值问题，重在形成清晰的物理图景，分析清楚物理过程，从而找出临界条件或达到极值的条件，要特别注意可能出现的多种情况．动力学中的临界和极值是物理中的常见题型，同学们在学过的必修 1 中匀变速运动规律、共点力平衡、牛顿运动定律中都涉及到临界和极值问题．

在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词句时，往往会有临界现象．此时要用极限分析法，看物体有不同加速度时，会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件．

在解决临界极值问题时注意以下几点： ① 临界点是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的一些物理量达到极值． ② 临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变，能否用变化的观点正确分析其运动规律是求解这类题目的关键，而临界点的确定是基础． ③ 许多临界问题常在题目的叙述中出现“恰好”、“最大”、“至少”、“不脱离” … … 等词句，对临界问题给出了明确的暗示，审题时只要抓住这些特定词语所含的规律就能找到临界条件． ④ 有时，某些临界问题中并不包含常见的临界术语，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，如运动中汽车做匀减速运动类问题，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态． ⑤ 临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题灵活性较大，审题时应力图还原习题的物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向． ⑥ 确定临界点一般用极端分析法，即把问题（物理过程）推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件．解题常用的思路用矢量法、三角函数法、一元二次方程判别式法或根据物理过程的特点求极值法等．

例．如图 2 所示，木块 A 、 B 静止叠放在光滑水平面上， A 的质量为 m ，B的质量为2m，现施水平力F拉B， A、B 刚好不发生相对滑动一起沿水平面运动，若改用水平力 F ’拉 A ，使 A 、 B 也保持相对静寡止，一起沿水平面运动，则F‘不得超过：

A   2F    B   F/2      Ｃ　３Ｆ　　　　　Ｄ　Ｆ／３

【 思维总结 】 “刚好不发生相对滑动”是摩擦力发生突变（由静摩擦力突变为滑动摩擦力）的临界状态，由此求得的最大静摩擦力正是求解此题的突破口．

d ．圆周运动中的临界问题

 

e ．复合场中的临界问题

电荷在复合场（重力场、电场、磁场）中的运动，尤其是含有临界和极值的问题，一直是高考的热点之一，几乎是每年必考，并且综合性强，难度较大，应引起同学们的高度重视．

解题方法指导：

由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往易出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解

灵活选用力学规律是解决问题的关键

①     当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解。

②     当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解、。

③     当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律立方程求解。

f：恒定电流中的的临界和极值问题

解题方法指导：

在处理直流电路中的极值问题时，应先分析电路结构，并画出等效电路，写出含有变量的等效电阻或电流、电压、功率的表达式，通过数学方法变形再结合电路的实际求出最值来．

 3 ．手感熟

以模拟训练和老师讲评为主要形式，配以方法指导，旨在培养学生的综合能力和良好的竞技状态．关于训练，主要是做模拟卷．注意吸取每套题中的精华，在研究《考试说明 》 的基础上对题型、题量、难度力求把握到位，尽可能适应今年高考的新变化。