学案中学物理方法一

学案中学物理方法一第一页，共四十四页，2022年，8月28日类型一图象法 中学物理中常见的图象类型，整个高中物理教材中有很多种不同类型的图象,按图形可分以下几类（见下表）类型图线及其函数形式典型例子物理意义直线型y=c

①匀速直线运动的速度图象②电容器的C-U或C-Q图象①做匀速运动质点的速度是恒矢量②对于给定的电容器,其电容是恒定的第二页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义直线型y=kx

①v0=0的匀加速直线运动的v-t图象（若v0≠0,则截距不为零）②纯电组电路的U-I图象③电容器的Q-U图象①表示速度大小随时间线性增加②表示纯电阻电路中I随导体两端电压线性增加③电容器所带的电荷量Q与两极板间电压U成正比第三页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义直线型y=a-kx

①匀减速运动中的v-t图象②闭合电路的U-I图象（U=E-Ir）

①表示物体的速度大小随时间线性减小②表示端电压随电流的增大而减小

第四页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义抛物线型y=kx2

①小灯泡消耗的实际功率与外加电压的关系P-U图象②x=_

at2中的x-t图象①表示小灯泡消耗的实际功率随电压的增大而增大,且增大得越来越快②表示位移随时间增加且增加得越来越快

第五页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义双抛物线型y=x

①纯电阻电路U-R图象（U=R）②纯电阻电路的η-R图象（η=×100%）①表示纯电阻电路中电源的端电压随电阻而非线性增加②表示纯电阻电路中电源效率随R非线性增加第六页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义双抛物线型

y=①纯电阻外电路的I-R图象（I=

）②纯电阻电路的U内-R图象（U内=

）③纯电阻电路的P总-R图象（P总=

）

①表示外电路纯电阻时,闭合电路中电流随外电阻增加而非线性减小②表示电源中内电压随外电阻增加而非线性减小③闭合电路中的总功率随外电阻的增加而非线性减小

第七页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义正余弦曲线型

y=Asinωx①振动的x-t图象②波动的y-x图象③交流电的e-t或i-t图象①表示某一振动质点的位移随时间按正（或余）弦规律变化②表示波在介质中传播时各个质点在同一时刻离开平衡位置的位移③表示矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时产生的e和i随时间变化的规律第八页，共四十四页，2022年，8月28日类型图线及其函数形式典型例子物理意义其他型

y=①共振曲线的A-f图象②电源的P出-R图象

①受迫振动的物体的振幅随驱动力频率的变化规律②闭合电路中电源的输出功率随外电阻变化的规律

第九页，共四十四页，2022年，8月28日例1如图1（a）所示,木板与水平面间的夹角θ可以随意改变,可视为质点的小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动,所能上升的最大距离记为x,今改变θ而使x随之改变,根据所测量的若干组数据可以描绘出x-θ曲线如图1（b）所示,若木板足够长,重力加速度g取10m/s2,试根据x-θ曲线和相关的物理规律,求:图1第十页，共四十四页，2022年，8月28日（1）小物块的初速率v0；（2）小物块与木板间的动摩擦因数μ；（3）对应于x-θ曲线上x取最小值的P点的坐标.解析（1）由图象可知，当θ1=π/2时,x1=5m,此时小物块做竖直上抛运动可得v0= m/s=10m/s（2）由图象可知，当θ2=0时,x2=10m,此时木板水平由动能定理得:0-mv02=-μmgx2μ= =0.5第十一页，共四十四页，2022年，8月28日（3）当板与水平方向夹角为θ时,沿斜面上滑的距离为x,由动能定理得:0-mv02=-mgx·sinθ-μmgx·cosθ即x=令a=sinθ+μcosθ=（sinθ+cosθ）设cosα= ,所以a= sin（α+θ）,α+θ=时,a存在最大值am= ,第十二页，共四十四页，2022年，8月28日sinθ0=cosα= = θ０＝arcsin对应x的最小值为xmin= m=2mP点的坐标值（arcsin,）.答案（1）10m/s（2）0.5（3）（arcsin,）第十三页，共四十四页，2022年，8月28日解题归纳图象类试题是常见题,首先要从弄清图象中两个坐标轴表示的是哪两个量之间的关系,再关键是掌握图象所表示的函数关系并能与物理情境联系起来.然后关注图象上的信息:如斜率、坐标轴截距、交点坐标、面积、特殊数值等等,这些值往往对解题有突破性作用.关键是“图象与方程一一对应”.第十四页，共四十四页，2022年，8月28日类型二整体法和隔离法1.整体法 就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力.2.隔离法 就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑其他物体所受的作用力.

当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,这时不必考虑内力的作用;当所涉及的物理问题是物体间的作用时,应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力.第十五页，共四十四页，2022年，8月28日例2（2009·南京模拟）如图2所示,物 体A放在物体B上,物体B放在光滑的水 平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、B间 动摩擦因数μ=0.2,A物上系一细线,细 线能承受的最大拉力是20N,水平向右拉细线,下述中正确的是（g取10m/s2） （ ）

A.当拉力F<12N时,A静止不动

B.当拉力F>12N时,A相对B滑动

C.当拉力F=16N时,B受A摩擦力等于4N D.在绳可以承受的范围内,无论拉力F多大,A相对B

始终静止图2第十六页，共四十四页，2022年，8月28日解析A、B间的最大静摩擦力Ffm=μmAg=0.2×6×10N=12N,当F=16N时,A、B整体加速度a= m/s2=2m/s2,则A、B间摩擦力Ff=mBa=2×2N=4N<Ffm,选项C正确；当F=20N时,a= m/s2=2.5m/s2,则A、B间摩擦力Ff=mBa=2×2.5m/s2=5N<Ffm,所以选项D正确,B错误；由于地面光滑,只要F≠0,则A、B整体就会运动,选项A错误.答案

CD第十七页，共四十四页，2022年，8月28日预测2如图3所示,两金属杆ab和cd长均为L,电阻均为R,质量分别为M和m,M>m.用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧,两金属杆都处于水平位置.整个装置处于一个与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.将两棒和导线组成系统由静止释放,经过一段时间后金属杆ab正好匀速向下运动,求运动的速度.图3第十八页，共四十四页，2022年，8月28日解析设杆匀速运动速度为v回路中电动势E=2BLv ①I= ②对棒ab:Mg-FT-ILB=0 ③对棒cd:FT-mg-ILB=0 ④解①②③④得v=答案第十九页，共四十四页，2022年，8月28日类型三临界法利用临界值的特点解决物理问题,一般思路是通过分析过程,抓住临界状态,确定临界条件,从而建立临界方程.临界值主要有以下几方面的应用:1.挖掘隐含的临界条件 挖掘隐含的临界条件的基本方法有两种:（1）抓住关键性的字眼,理解其物理意义,找出临界 条件.题中往往有“至多”“最大”“恰好”“刚刚”等词语,

说明物体正处在临界状态.（2）缜密分析题意,由变化过程的前后联系,找准衔接 点,从而确定临界条件.第二十页，共四十四页，2022年，8月28日2.比较物理条件或物理状态 研究某些问题时,对某状态（或某条件）所对应的物理过程一时难以确定,我们可以设法找出临界状态值作为判断的依据,确定某状态（或某条件）下所对应的物理过程.3.确定物理量的区间范围 物理量变化范围的边界值,也就是一个临界条件.因而可以将求解物理量的区间范围问题转化为求解临界条件下的临界值问题.第二十一页，共四十四页，2022年，8月28日例3图4中的AOB是游乐场中的滑道模 型,它位于竖直平面内,由两个半径都 是R的圆周连接而成,它们的圆心

O1、O2与两圆弧的连接点O在同一竖 直直线上,O2B沿水池的水面.一质量为

m的小滑块可由弧AO的A点从静止开始下滑.（1）若小滑块下滑到O点,求此时小滑块的速度及小滑块对滑道的压力;（2）若小滑块刚滑过O点时恰对滑道无压力，求小滑块从何处开始下滑并求出滑块落在水平面的位置与O2之间的距离（用该处到O1的连线与过O1的竖直线的夹角表示）;图4第二十二页，共四十四页，2022年，8月28日（3）若小滑块从O点由静止开始下滑到脱离滑道,求:小滑块在何处将脱离滑道?（用该处到O2的连线与过O2的竖直线的夹角表示）解析（1）设小滑块到O时的速度为v0,由机械能守恒定律可得mgR=mv02,得v0=方向水平向右对在O点位置时的小滑块进行受力分析,得F-mg= ，得F=3mg根据牛顿第三定律知,小滑块对滑道的压力大小是3mg,方向竖直向下.第二十三页，共四十四页，2022年，8月28日（2）若小滑块下滑到O点恰好对滑道无压力,则有mg=假设从P处释放滑块,PO1与OO1夹角为α,则由机械能守恒定律可得mgR（1-cosα）=mv2,解以上两式得α=60°从O点开始滑块做平抛运动,设滑块落在C点,有R=gt2 x=vt,得x=R第二十四页，共四十四页，2022年，8月28日（3）设在Q处滑块脱离滑道,O2Q与OO2的夹角为β,滑块在Q处有mgcosβ=由机械能守恒定律得mgR（1-cosβ）=mv12得cosβ=2/3 β=arccos2/3.答案（1） 方向水平向右3mg（2）R （3）arccos2/3第二十五页，共四十四页，2022年，8月28日类型四极限类推法极限类推法是根据有关物理规律,在不超出该规律适用的环境条件下,对其所涉及的变量作合理的延伸,并通过对变量取特殊值（一般为极限值）进行比较,作出相关的判断的一种解题方法.该方法适用的题型多为客观选择题,其优点是速度快,准确度高.1.对单调变化的物理过程:常采用对物理过程初状态和极限状态赋值分析对比,判断出物理过程变化的趋势.2.对非单调变化的物理过程（仅限于物理过程变化隐含一个转折点,并且初状态和极限状态赋值结果接近）.3.对于非单调变化的物理过程,采用对物理过程初状态和极限状态赋值,结果接近；再对物理过程中间状态赋值,其结果常与上不同,由于物理过程变化只隐含一个转折点,通过比较,可判断出物理过程变化的趋势.第二十六页，共四十四页，2022年，8月28日例4（2009·运河中学）竖直墙壁与水平地面均光滑 且绝缘,小球A、B带有同种电荷,用指向墙面的水 平推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和 水平地面上,如图5所示.如果将小球B向左推动少许,

当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较 （ ）

A.推力F变大

B.竖直墙壁对小球A的弹力不变

C.地面对小球B的支持力不变

D.两个小球之间的距离变大图5第二十七页，共四十四页，2022年，8月28日

解析运用极限法,即考虑把B推到墙角时的状态,再隔离A球,易知B对A的库仑力竖直向上,即与A的重力平衡,可见此时墙面对A的支持力FA为零,所以与原来的平衡状态相比竖直墙壁对小球A的弹力变小,B项错；由整体法可知,推力F与FA平衡,地面对B球的支持力FB等于A和B构成系统的总重力,所以F将变小,FB不变,A项错，C项对；在其他情况下库仑力需平衡A的重力和支持力FA,因此库仑力将减小,而其电荷量不变,根据库仑定律知两个小球之间的距离变大,所以D项正确.

答案CD第二十八页，共四十四页，2022年，8月28日1.（2009·山东·17）某物体做直线运动的v-t图象如图6所示,据此判断四个选项中（F表示物体所受合力,x表示物体的位移）正确的是 （ ）图6第二十九页，共四十四页，2022年，8月28日解析根据v-t图象0~2s与6s~8s两段时间内加速度相同,合力方向相同；2s~6s内加速度方向未变,合力方向不变.但0~2s内的合力与2s~6s内的合力方向相反,因此选项B正确.0~4s内物体位移不断增大,4s末达到最大值,且反向运动,8s末返回出发点,故C、D错.答案B第三十页，共四十四页，2022年，8月28日2.（2008·全国卷Ⅱ·16）如图7所示,一 固定斜面上两个质量相同的小物块A

和B紧挨着匀速下滑,A与B的接触面光 滑.已知A与斜面之间的动摩擦因数是

B与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面 倾角为α,B与斜面之间的动摩擦因数是 （ ）

A.tanα B.cotα C.tanα D.cotα

解析将A、B整体作为研究对象,Ff=FfA+FfB=μmgcosα+2μmgcosα,由受力平衡得Ff=2mgsinα,即3μmgcosα=2mgsinα,解得μ=tanα,选项A正确.A图7第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日3.（2009·全国卷Ⅱ·17）图8为测量某 电源电动势和内阻时得到的U-I图线,

用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻 连接成电路,测得路端电压为4.8V.则 该电路可能是下图中的 （ ）图8第三十二页，共四十四页，2022年，8月28日

解析由U-I图象可求得电源的电动势E=6V,内电阻r= Ω=0.5Ω,外电路连接电阻R时路端电压为4.8V,由闭合电路的欧姆定律得

E=U+Ir

I= A=2.4A 又I= 所以R=-r=（ -0.5）Ω=2Ω,选项A、B、C、D四个电路的外电路电阻分别是1Ω、2Ω、9Ω、4.5Ω,因此只有选项B正确. 答案B第三十三页，共四十四页，2022年，8月28日4.如图9所示,光滑绝缘、互相垂直 的固定墙壁PO、OQ竖立在光滑 绝缘的水平地面上,地面上方有一 平行地面的匀强电场E,场强方向水 平向左且垂直于墙壁PO,质量相同 且带同种正电荷的A、B两小球（可视为质点）放置在光滑绝缘的水平地面上,A球受平行于墙壁PO的推力F作用,A、B两小球均紧靠墙壁而处于静止状态,这时两球之间的距离为L.若使小球A在推力F的作用下沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,小球A与B重新处于静止状态,则与原来比较（两小球所带电荷量保持不变） （ ）图9第三十四页，共四十四页，2022年，8月28日

A.A球对B球作用的静电力增大

B.A球对B球作用的静电力减小

C.墙壁PO对A球的弹力不变

D.两球之间的距离减小,力F增大 答案AD第三十五页，共四十四页，2022年，8月28日5.（2009·四川卷·17）如图10甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20Ω,R2=30Ω,C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则 （ ）图10第三十六页，共四十四页，2022年，8月28日

A.交流电的频率为0.02Hz B.原线圈输入电压的最大值为200V C.电阻R2的电功率约为6.67W D.通过R3的电流始终为零

解析由图象可知该交流电的周期为0.02s,所以频 率为50Hz,A错误；因为变压器输出电压最大值为

20×1V=20V,所以变压器原线圈电压的最大值为

20×10V=200V,B错误；R2的功率P2= W =6.67W,C正确；因为电容器可以通过交流电,所以 电阻R3中的电流不是始终为零,D错误.

答案C第三十七页，共四十四页，2022年，8月28日6.（2009·浙江卷·24）某校物理兴趣 小组决定举行遥控赛车比赛.比赛 路径如图11所示,赛车从起点A出 发,沿水平直线轨道运动L后,由B点 进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离 开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,x=1.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）图11第三十八页，共四十四页，2022年，8月28日解析设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律x=v1t，h=gt2解得v1=x=3m/s设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点速度为v3,由牛顿运动定律及机械能守恒定律得mg=mv22/R

mv32=mv22+mg（2