高中物理解題方法指導
高中物理解題方法指導
高中物理是很多同學在學習中的難點，但是又不得不學習。那么在做物理題目時有哪些技巧呢?接下來小編為大家整理了高三物理學習內容，一起來看看吧!
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，將各已知量聯系到的量(據題目所給條件尋找)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-。必要時應轉換研究對象。這種轉換，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∑F=0，∑M=0，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。
③ 固定轉動軸的物體平衡及變化。
認識物體的平衡及平衡條件
對于質點而言，若該質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，欲使質點平衡須有∑F=0。若將各力正交分解則有：∑FX=0，∑FY=0 。
對于剛體而言，平衡意味著，沒有平動加速度即=0，也沒有轉動加速度即=0(靜止或勻逮轉動)，此時應有：∑F=0，∑M=0。
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∑F=0可以引伸得出以下結論：
?、?三個力必共點。
② 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
①受力平衡時
?、谑芰Σ黄胶鈺r
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、判斷物體的個數并作圖：①重力;②接觸力(彈力和摩擦力);③場力(電場力、磁場力)
2、判斷力的方向：
①根據力的性質和產生的原因去判;
?、诟鶕矬w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，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
根據牛頓定律解答習題的基本方法是
① 根據題意選定研究對象，確定m。
② 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①、②、③是解題的基礎，它們常常是相互聯系的，不能截然分開。
應用動能定理求解的問題
動能定理公式為，根據動能定理可求功、力、位移、動能、速度大小、質量等。
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。
② 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。
然后是根據動能定理等列方程，解方程，驗算討論。
(例題)如圖4—5所示，木板質量，長3米。物體質量。物體與木板間摩擦系數，木板與水平地面間摩擦系數，開始時，物體在
木板右端，都處于靜止狀態(tài)?，F用牛的水平恒力拉木板，物體將在木板上滑動，問經過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、質量等。
動量定理解題的基本方法是
① 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。
然后是根據動量定理等建立方程，解方程，驗算討論。
【例題8】 質量為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
?、?選定研究的系統和一段位移。
?、?分析系統所受外力、內力及它們作功的情況以判定系統機械能是否守恒。
?、?分析系統中物體初末態(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：
?、匐娏康恼撝槐硎倦娦缘牟煌?，而不表示電量的大小。
?、陔妶鰪姸群碗妶隽κ鞘噶浚瑧脦靵龆珊蛨鰪姽綍r，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。)
?、垭妱莺碗妱菽芏际菢肆?，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U1>U2>0，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)根據物理過程，已知和所求的物理量，選擇恰當的力學規(guī)律求解。
(5)對所得結果進行討論。
【例題4】 如圖7—3所示，如果 (氚核)和(氦核)垂直電場強度方向進入同—偏轉電場，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)先經過同一加速電場以后再進入。
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……可以幫助我們去分析場強和電勢
【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、外壁各帶什么電?空腔內、導體內、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)如將空腔導體內壁接地;空腔導體內外壁各帶什么電?空腔內、導體內、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、外壁各帶什么電?空腔內、導體內、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高電勢(電子逆電力線運動)發(fā)生靜電感應，使導體內壁帶有電量為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里外電力線數一樣多(因電力線數正比于電量)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，導體內部電勢相等，空腔內越靠近負電荷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，靜電平衡后導體內壁仍帶正電，導體外壁不帶電。由于電力線數正比于場電荷，場電荷-Q未變所以空腔內的電力線分布未變，空腔內的電場強度也不變。導體內部場強仍為零。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)榱恪?要使導體外部空間不受空腔內場電荷的影響，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表面運動.到靜電平衡時，導體內表面不帶電，外表面帶正電，帶電量為Q。
這時導體內部和空腔內無電力線，場強都變?yōu)榱?，導體外表面場強垂直導體表面指向導體外，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導體，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。
【例題】 擺球的質量為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)范的串并聯電路改畫為規(guī)范的串并聯電路。
(使所畫電路的串、并聯關系清晰)。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。可以認為電源電動勢和內電阻及其它定值電阻的數值不變。必要時先求出、r和定隨電阻的大小。
(5)根據歐姆定律，串、并聯特性和電功率公式列方程求解。
(6)學會用等效電路，會用數學方法討論物理量的極值。
2、將不規(guī)范的串并聯電路加以規(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。因導線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，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，應串聯分壓電阻。
【例】 三盞燈，L1為“110V 100W”，L2為“110V 50W”，L3為“110V 40W”電源電壓為220V，要求：①三盞燈可以單獨工作;②三盞燈同時工作時額外損耗的功率最小，應怎樣聯接?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)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?？梢园寻才嘤嫯敵蓪Ь€、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，要能根據電流方向正確掌握安培定則的兩種用法，即：
① 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，其內部的磁場方向從N極指向S極;而內部的磁場方向從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9—2所示，再依據的方向和電流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9-3①所示，(或將u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9—3②所示。)再依據的方向和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9—2)，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：
?、倨叫型妼Ь€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。
②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。
【例題2)】 圖9-5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(設線圈質量為M)通以逆時針方向電流時，根據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 ①
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
?、?/p>
由①、②兩式可得，
根據安培力的計算式，并考慮到線圈的匝數，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9-3)，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9—9所示，則帶電粒子將在垂直于B的平面內做勻速圓周運動，這時洛侖茲力起著向心力的作用.根據牛頓第二定律，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9-10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9-10所示的沿一等距螺旋線運動，其距軸的半徑，螺距。
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