《備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第二部分 專題七 第2講 高中物理常用解題方法(二) ——極端法、對(duì)稱法、全過(guò)程法、逆向思維法和遞推法課件》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第二部分 專題七 第2講 高中物理常用解題方法(二) ——極端法、對(duì)稱法、全過(guò)程法、逆向思維法和遞推法課件(34頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 2 講 高中物理常用解題方法(二)極端法、對(duì)稱法、全過(guò)程法、逆向思維法和遞推法極端法方法簡(jiǎn)介:通常情況下,由于物理問(wèn)題涉及的因素眾多、過(guò)程復(fù)雜,很難直接把握其變化規(guī)律進(jìn)而對(duì)其作出準(zhǔn)確的判斷但若將問(wèn)題推到極端狀態(tài)、極端條件或特殊狀態(tài)下進(jìn)行分析,卻可以很快得出結(jié)論像這樣將問(wèn)題從一般狀態(tài)推到特殊狀態(tài)進(jìn)行分析處理的解題方法就是極端法極端法在進(jìn)行某些物理過(guò)程的分析時(shí),具有獨(dú)特作用,恰當(dāng)應(yīng)用極端法能提高解題效率,使問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),思路靈活,判斷準(zhǔn)確用極端法分析問(wèn)題,關(guān)鍵在于是將問(wèn)題推向什么極端,采用什么方法處理具體來(lái)說(shuō),首先要求待分析的問(wèn)題有“極端”的存在,然后從極端狀態(tài)出發(fā),回過(guò)頭來(lái)再去分析
2、待分析問(wèn)題的變化規(guī)律,其實(shí)質(zhì)是將物理過(guò)程的變化推到極端,使其變化關(guān)系變得明顯,以實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的快速判斷通??刹捎脴O端值、極端過(guò)程、特殊值、函數(shù)求極值等方法【例 1】(雙選)如圖 721 所示,電源內(nèi)阻不能忽略,R110 ,R28 ,當(dāng)開關(guān) S 扳到位置 1 時(shí),電流表的示數(shù))為 0.2 A;扳到位置 2 時(shí),電流表的示數(shù)可能是(圖 721A0.27 AC0.21 AB0.24 AD0.18 A答案:BC【例 2】如圖 722 所示,物體以大小不變的初速度v0 沿木板滑動(dòng),若木板傾角不同,物體能上滑的距離 s 也不同,下圖是得出的 s 圖象,求圖中最低點(diǎn) P 的坐標(biāo)g取 10 m/s2.圖 722
3、解析:本題主要考查理解數(shù)學(xué)圖象的物理意義的能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值問(wèn)題的能力s圖線上每一點(diǎn)(,s)都表示一個(gè)過(guò)程,即木板傾角為時(shí),物體的初速度為 v0,能滑上的最大距離為 s.1一小物塊以速度 v010 m/s 沿光滑地面滑行,然后沿光滑曲面上升到頂部水平的高臺(tái)上,并由高臺(tái)上飛出,如圖 723 所示, 當(dāng)高臺(tái)的高度 h 多大時(shí),小物塊飛行的水平距離 s 最大?這個(gè)距離是多少?(g 取 10 m/s2)圖 723解:依題意,小物塊經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程在脫離曲面頂部之前,小物塊受重力和支持力,由于支持力不做功,物塊的機(jī)械能守恒,物塊從高臺(tái)上飛出后,做平拋運(yùn)動(dòng),其水平距離s 是高度 h 的函數(shù)設(shè)小物塊剛脫離
4、曲面頂部的速度為 v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,對(duì)稱法方法簡(jiǎn)介:由于物質(zhì)世界存在某些對(duì)稱性,使得物理學(xué)理論也具有相應(yīng)的對(duì)稱性,從而使對(duì)稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中應(yīng)用這種對(duì)稱性不僅能幫助我們認(rèn)識(shí)和探索物質(zhì)世界的某些基本規(guī)律,而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問(wèn)題,這種思維方法在物理學(xué)中稱為對(duì)稱法物理中對(duì)稱現(xiàn)象比比皆是,對(duì)稱的結(jié)構(gòu)、對(duì)稱的作用、對(duì)稱的電路、對(duì)稱的物像等一般情況下,對(duì)稱表現(xiàn)為研究對(duì)象在結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性、物理過(guò)程在時(shí)間上和空間上的對(duì)稱性、物理量在分布上的對(duì)稱性及作用效果的對(duì)稱性等用對(duì)稱性解題的關(guān)鍵是敏銳地抓住事物在某一方面的對(duì)稱性,這些對(duì)稱性往往就是通往答案的捷徑,利用對(duì)稱法分
5、析解決物理問(wèn)題,可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo),直接抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì),快速簡(jiǎn)便地求解問(wèn)題【例 3】如圖 724 所示,輕彈簧的一端固定在地面上,另一端與木塊 B 相連,木塊 A 放在木塊 B 上,兩木塊質(zhì)量均為 m,在木塊 A 上施有豎直向下的力 F,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)(1)突然將力 F 撤去,若運(yùn)動(dòng)中 A、B 不分離,則 A、B 共同運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),B 對(duì) A 的彈力有多大?(2)要使 A、B 不分離,力 F 應(yīng)滿足什么條件?圖 724解:力 F 撤去后,運(yùn)動(dòng)具有明顯的對(duì)稱性,該題利用最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的對(duì)稱性來(lái)求解,會(huì)簡(jiǎn)單得多(1)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)有相同大小的回復(fù)力(總是指向平衡位置的合力),只是
6、方向相反在最低點(diǎn),即原來(lái)平衡的系統(tǒng)在撤去力 F 的瞬間,受到的合外力應(yīng)為 F,方向豎直向上;當(dāng)?shù)竭_(dá)最高點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)受到的合外力也應(yīng)為 F,方向豎直向2如圖 725 所示,一靜止的帶電粒子 q,質(zhì)量為m(不計(jì)重力),從 P 點(diǎn)經(jīng)電場(chǎng) E 加速,經(jīng) A 點(diǎn)進(jìn)入中間磁場(chǎng) B,B 方向垂直紙面向里,再穿過(guò)中間磁場(chǎng)進(jìn)入右邊足夠大的空間磁場(chǎng) B(BB),B方向垂直于紙面向外,然后能夠按某一路徑再由 A 返回電場(chǎng)并回到出發(fā)點(diǎn) P,然后再重復(fù)前述過(guò)程已知l 為 P 到 A 的距離,求中間磁場(chǎng)的寬度 d 和粒子運(yùn)動(dòng)的周期(虛線表示磁場(chǎng)的分界線)圖 725解:由粒子能“重復(fù)前述過(guò)程”,可知粒子運(yùn)動(dòng)具有周期性;又由粒
7、子經(jīng)過(guò) A 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后能夠按某一路徑再返回A 點(diǎn),可知粒子的運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性. 粒子從 A 點(diǎn)進(jìn)入中間磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為 R;過(guò) C 點(diǎn)進(jìn)入右邊磁場(chǎng),也做半徑為 R 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)點(diǎn) F 到點(diǎn) D,由于過(guò) D 點(diǎn)后還做勻速圓周運(yùn)動(dòng)回到 A(如圖 57 所示),故弧 DA 和弧 CA 關(guān)于直線 OA 對(duì)稱,且 OA 垂直于磁場(chǎng)的分界線同理可知,OA也同時(shí)是弧 CD 的對(duì)稱軸因此粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是關(guān)于直線OA 對(duì)稱的由于速度方向?yàn)榍芯€方向,所以圓弧 AC、圓弧CD、圓弧 DA 互相相切設(shè)中間磁場(chǎng)寬度為 d,粒子過(guò) A 點(diǎn)的速度為 v,由圓周運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可得:圖 57全過(guò)程法和逆向思維法方法
8、簡(jiǎn)介:(1)全過(guò)程法:又稱為過(guò)程整體法,它是相對(duì)于程序法而言的它是將研究對(duì)象所經(jīng)歷的各個(gè)不同物理過(guò)程合并成一個(gè)整體過(guò)程來(lái)研究分析經(jīng)全過(guò)程整體分析后,可以對(duì)全過(guò)程一步列式求解這樣既減少了解題步驟,又減少了所列的方程數(shù),大大簡(jiǎn)化了解題過(guò)程,使多過(guò)程的綜合題的求解變得簡(jiǎn)捷方便動(dòng)能定理、動(dòng)量定理都是計(jì)算狀態(tài)變化的定理,過(guò)程量等于狀態(tài)量的變化狀態(tài)量的變化只取決于始末狀態(tài),不涉及中間狀態(tài)同樣,機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律是狀態(tài)量守恒定律,只要全過(guò)程符合守恒條件,就有初狀態(tài)的狀態(tài)量和末狀態(tài)的狀態(tài)量守恒,也不必考慮中間狀態(tài)量因此,對(duì)有關(guān)狀態(tài)量的計(jì)算,只要各過(guò)程遵循上述定理、定律,就有可能將幾個(gè)過(guò)程合并起來(lái),用
9、全過(guò)程都適用的物理規(guī)律一次列出方程,直接求得結(jié)果(2)逆向思維法:所謂“逆向思維”,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“倒過(guò)來(lái)想一想”這種方法用于解物理題,特別是某些難題,很有好處【例 4】如圖 726 所示,AB 和 CD 為兩個(gè)斜面,其上部足夠長(zhǎng),下部分別與一光滑圓弧面相切,EH 為整個(gè)軌道的對(duì)稱軸,圓弧所對(duì)圓心角為 120,半徑為 2 m某物體在離弧底 H 高 h4 m 處以 v06 m/s 沿斜面運(yùn)動(dòng),物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.04,求物體在 AB 與 CD 兩斜面上(圓弧除外)運(yùn)動(dòng)的總路程(取 g10 m/s2)圖 726解:當(dāng)物體沿斜面下滑通過(guò) B 或 C,第一次速率為零時(shí),物體不再沿斜面運(yùn)動(dòng),此后物
10、體僅在圓弧內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)有重力和摩擦力做功,機(jī)械能要減少,物體在圓弧內(nèi)運(yùn)動(dòng)只有重力做功,機(jī)械能不變物體每次沿斜面上升到最高點(diǎn)的高度逐次降低,物體每次沿斜面下滑通過(guò) B 或C 時(shí)速率逐次減少,當(dāng)減為零時(shí),物體不再沿斜面運(yùn)動(dòng),此后,僅在圓弧內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)重力做功與路徑無(wú)關(guān),僅由高度決定;摩擦力做功與路徑有關(guān),所以物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程,即在這段總路程中,始終有摩擦力做功,使得機(jī)械能減少解:若依據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式,將會(huì)出現(xiàn)總時(shí)間 t 比前后兩個(gè) 5 秒的和 10 秒是大還是小的問(wèn)題:若 t10 s,將時(shí)間分為前 5 秒和后 5 秒與中間的時(shí)間 t2,經(jīng)復(fù)雜運(yùn)算得 t22 s 再得出 t8
11、 s 的結(jié)論若用逆向的初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)處理,將會(huì)簡(jiǎn)便得多視為反向的初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng),則最后 5 秒通過(guò)的路程:的路程之比為 11 5.則此物體一共運(yùn)行了多少時(shí)間?線運(yùn)動(dòng),最后停下來(lái),若此物體在最初 5 秒和最后 5 秒經(jīng)過(guò)【例 5】一物體以某一初速度在粗糙平面上做勻減速直遞推法方法簡(jiǎn)介:遞推法是利用問(wèn)題本身所具有的遞推關(guān)系求解問(wèn)題的一種方法,即當(dāng)問(wèn)題中涉及相互聯(lián)系的物體或過(guò)程較多,相互作用或過(guò)程具有一定的重復(fù)性并且有規(guī)律時(shí),可根據(jù)題目特點(diǎn)應(yīng)用歸納的數(shù)學(xué)思想將所研究的問(wèn)題歸類,然后求出通式具體方法是先分析某一次作用的情況,得出結(jié)論;再根據(jù)多次作用的重復(fù)性和它們的共同點(diǎn),把結(jié)論推廣,然后結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求解用遞推法解題的關(guān)鍵是導(dǎo)出聯(lián)系相鄰兩次作用的遞推關(guān)系式