高中物理解題方法與技巧典例分析 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：高中生、中學物理教師和物理教育專業學生
　　 《高中物理解題方法與技巧典例分析》針對高中生在學習物理中解題難的問題，對高中物理解題中應用的各種解題方法進行全麵總結，內容以高中物理要求為依據。全書將每一種方法分為“方法點撥”、“典例精講”和“針對練習”三個闆塊進行講解，對每一種方法，在介紹物理解題方法的基礎上，通過一定量的典型例題，給齣這些方法的應用，使學生掌握解題方法，提高解題能力，進而掌握物理學基本定律、理解物理知識。題目的安排順序按力、熱、電、光、近代的順序，所選題目難易適中，極具典型性和代錶性，使學習者能在較短的時間掌握這些解題方法，每章有一定量的針對練習供學習者練習，並在章末給齣答案或提示。《高中物理解題方法與技巧典例分析》是一本罕見的對高中物理解題方法全麵總結的教輔教材。

內容簡介

　　 《高中物理解題方法與技巧典例分析》共二十一章， 分彆介紹瞭高中物理解題中重要的二十一種解題方法。 每章通過對一定量的典型例題的分析與解答， 示例這些解題方法的應用； 章末還提供若乾習題供讀者進行針對訓練。本書內容豐富、技巧性強、 涉及知識麵廣、 所選例題和習題題型多樣、解題過程詳細， 是高中生學習物理的好幫手，特彆適閤高中生進行物理總復習和中學生參加物理競賽訓練使用， 也可供中學物理教師作教學參考。

作者簡介

　　 熊天信，工學博士，四川師範大學物理與電子工程學院教授，碩士生導師。1992年9月考入四川師範大學，攻讀“學科教學論（物理）”專業碩士學位，1995年7月獲四川師範大學教育學碩士學位，隨後留校任教至今。2002年考入西南交通大學，在職攻讀《電磁場與微波技術》專業博士學位，2006年博士畢業，獲工學博士。目前主要從事介質波導、復雜介質的電磁理論以及物理課程與教學論方麵的研究。近年來發錶論文30餘篇。主編教材4部，閤編1部，參編1部，製作齣版多媒體教學課件1套。曾擔任本科生《大學物理》、《電磁與電磁波》、《電動力學》、《中學物理課件設計與製作》、研究生的《經典場論》、《高等電磁理論》、《相對論與天體物理》等10餘門課程的教學工作，教學工作突齣，曾獲四川師範大學2004-2005學年度優秀課堂教學奬。近年來承擔省部級課題2項。

內頁插圖

目錄

第一章 隔離法
方法點撥
典例精講
針對練習
第二章 整體法
方法點撥
典例精講
針對練習
第三章 程序法
方法點撥
典例精講
針對練習
第四章 比例法
方法點撥
典例精講
針對練習
第五章 圖像法
方法點撥
典例精講
針對練習
第六章 作圖法
方法點撥
典例精講
針對練習
第七章 轉換法
方法點撥
典例精講
針對練習
第八章 等效法
方法點撥
典例精講
針對練習
第九章 補償法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十章 類比法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十一章 對稱法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十二章 假設法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十三章 逆嚮思維法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十四章 反證法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十五章 近似與估算法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十六章 微元法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十七章 極限法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十八章 遞推法
方法點撥
典例精講
針對練習
第十九章 分析法
方法點撥
典例精講
針對練習
第二十章 綜閤法
方法點撥
典例精講
針對練習
第二十一章 物理模型法
方法點撥
典例精講
針對練習

精彩書摘

　　 第二十一章 物理模型法
　　 方法點撥
　　 物理學是一門研究物質最普遍、最基本的運動形式的自然科學。人們認為，所有的自然現象都不是孤立的，而是相互聯係、相互影響，並且這些聯係和影響往往是錯綜復雜的，使得物質的運動規律往往變得非常復雜。為瞭更加方便地研究問題，物理學上常常采用“簡化”或“理想化”的方法，對實際問題進行抽象處理，構建齣理想化的“物理模型”。這種方法我們稱之為“物理模型法”。
　　 “模型”一詞的意思是尺度、樣本、標準。錢學森給模型下瞭這樣的定義：“模型就是通過對問題現象的分解，利用我們考慮得來的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所創造齣來的一幅圖畫……”。物理模型就是在一定條件下，考慮對實際物理現象來說是主要的、本質的因素，忽略次要的、非本質的因素，這種被抽象齣來的物理現象雖不再是原來的實際的物理現象，但它能反映齣原來實際現象發展變化的基本規律。例如：在研究物體的機械運動時，實際上的運動往往非常復雜，不可能找到理想的作勻速直綫運動、勻變速直綫運動的物體，但我們能找到一些很接近於物理學中定義的作勻速直綫運動、勻變速直綫運動的物體，在研究它們的運動時，將它們當作勻速直綫運動或勻變速直綫運動。因此，模型方法是有實際意的。為瞭使研究過程簡化，我們常采取先忽略某些次要因素，把問題理想化，如在初中學習中引入瞭勻速直綫運動。在高中學習中引入勻變速直綫運動、勻速圓周運動和簡諧運動等運動模型。有瞭這些模型，再考慮問題的特有條件，就可以處理某些復雜的實際問題瞭。
　　 物理模型的分類方法有很多。但從中學物理學習來講。一般分成以下4類：
　　 （1）對象模型。實際物體在某些特定條件下可被抽象為理想化的研究對象，這個研究對象稱為對象模型。如研究竪直放置在光滑圓弧形軌道上的物體作小幅度運動（運動範圍遠小於圓弧半徑）時就可把它等效為單擺模型；在研究地球繞太陽的公轉時，把地球看成是一個質點等。在中學我們已經學習瞭很多模型，如質點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、理想電流錶、理想電壓錶、變壓器、原子模型、光綫等。
　　 （2）條件模型。把研究對象所處的外部條件理想化後所建立的模型叫條件模型。如光滑錶麵（平麵或麯麵）、輕杆、輕繩、均勻介質、勻強磁場、勻強電場、絕熱、重力不計、導綫電阻為零等。比如一根繩子懸掛一物體，若忽略繩子的質量和其伸縮性，就可以抽象成根輕繩。
　　 （3）狀態模型。將物體所處的狀態理想化後用於描述物體的狀態，由此所建立的模型即為狀態模型。如共點力平衡狀態、杠杆平衡狀態、熱平衡狀態、臨界狀態等。
　　 （4）過程模型。實際物理過程在忽略某些次要因素時往往可抽象為一些理想化的變化過程，這樣的模型稱為過程模型。如力學中的勻速直綫運動、自由落體運動、簡諧運動、彈性碰撞；電學中的穩恒電流、等幅振蕩；熱學中的等溫變化、等容變化、等壓變化等。
　　 物理模型突齣反映瞭現實原型的某些特徵，捨棄瞭它的另外一些特徵。建立物理模型主要有以下幾種方法。
　　 （1）抽象與概括方法。抽象和概括是指撇開物理事物中的各種無關因素，抓住其中起支配和決定作用的本質因素，即事物的“靈魂”，從而建立物理模型。如質點模型是在一定的條件下，忽略瞭實際物體的大小和形狀，抓住物體的質量這個特徵而運用抽象方法建立的。
　　 （2）近似方法。通過分析比較影響事物性質，變化規律的各種因素，捨棄次要因素，抓住主要因素而建立的物理模型。如各種拋體運動的模型，是在忽略空氣阻力影響的基礎上建立的；勻強電場模型是在極闆間距離與極闆長度相比非常之小且忽略邊緣效應時而建立的。
　　 （3）類比方法。它是根據兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上相似，推齣它們在另一個屬性上也可能相似的一種推理形式。物理學發展史上許多模型的建立都得力於類比推理。如：類比太陽係行星運動的模型，盧瑟福提齣瞭原子的核式模型；德布羅意類比光的波粒二象性，提齣實物粒子的波粒二象性等。
　　 （4）假說方法。假說是科學研究中的一種假定性的說法。恩格斯指齣：“隻要自然科學在思維著，它的發展形式就是假說。”一切科學都起源於假說，運用假說的方法建立模型是指在物理現象的真相比較隱蔽或還不清楚時，為瞭從根本上揭示事物和現象的本質，依據一定的理論和事實建立物理模型的方法。這個模型既能說明已有的實驗事實，又能預測可能齣現的結果。假說建模從本質上看是對掌握的資料不完全歸納以及依據對物質世界秩序的直覺和信念而提齣的，因此建立的模型需經特定實踐的檢驗、修正和完善。如開普勒從大量積纍的行星運動數據中，提齣行星運動模型；玻爾針對盧瑟福原子模型與經典電磁理論的矛盾，建立瞭玻爾原子模型。
　　 （5）圖像方法。它是指人們用熟悉的、可視的幾何綫條刻畫抽象的物理理論，用圖綫的特徵及空間的位置關係反映齣所研究的物理事物的本質和特徵。如力的圖示、磁感綫、等勢麵等等。
　　 （6）分解與綜閤的方法。它是在整體的考慮下把問題分解為局部進行研究，再把各部分匯成整體，通過邏輯演繹推理建立模型方法。如牛頓萬有引力定律的建立，盧瑟福的原子核式結構模型的提齣，都是建立在對實驗事實的分析和綜閤基礎上的。
　　 理解物理模型的建立在物理學習（特彆是解題）中有十分廣泛的應用。高中物理學習中，要注意在我們的頭腦中形成形象化的實物模型和抽象化的諸多物理模型，並能靈活地提取、應用、置換、遷移物理模型，這是學好高中物理的充要條件。在應試教育盛行，題海戰術泛濫的氛圍中，如何跳齣題海，提高學習效率，正確理解物理概念和規律是前提，而理解的基礎正是要建立閤理的物理模型。在解題的過程中，要明確研究對象、弄清物理過程、建立物理圖景，尋找模型解決實際問題，再在解決實際問題的基礎上建立新的物理模型，實現新的遷移和飛躍。
　　 物理試題中新的情境，實際上是我們熟知的理想模型的基礎上發展和變化而來的，隻要我們深刻地挖掘其隱含共性，實現解法的類化和移植，就可以縮短分析推理路徑。
　　 典例精講
　　 【典例1】原地起跳時，先麯腿下蹲，然後突然蹬地。從開始蹬地到離地為加速過程（視為勻加速），加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”。離地後重心繼續上升，在此過程中重心上升的最大距離為“竪著高度”。現有下列數據：人原地上跳的“加速距離” ，“竪著高度” ；跳蚤原地上跳的“加速距離” ，“竪著高度” ，假設人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為 ，則人上跳的“竪著高度”是多少？
　　 【解析】用 錶示跳蚤起跳的加速度大小， 錶示離地時的速度，則對加速過程和離地後上升過程分彆有
　　 ，
　　 若假設人具有和跳蚤相同大小的加速度 ， 錶示這種假設下人離地時的速度， 錶示與此相對應的竪直高度，則對加速過程和離地後上升過程分彆有
　　 ，
　　 由以上各式可得
　　 代人數據可得
　　 【評注】此題從實際生活情景立意，要通過審題，理清題意，將跳蚤和人看成是質點，抽象齣運動模型是先勻加速上升，後竪直上拋勻加速到最大高度處速度減為零，然後把過程分解成若乾段，抓住各段之間的聯係，選擇勻變速直綫運動的公式進行求解。
　　 【典例2】某同學對著牆壁練習打網球，假定球在牆麵以25m/s的速度沿水平嚮反彈，落地點到牆麵的距離在10m至15m之間，忽略空氣阻力，取g=10m/s2，球在牆麵上反彈點的高度範圍是[　　 ]。
　　 A．0.8m 至1.8m　　　　　　　　 B．0.8m 至1.6m
　　 C．1.0m 至1.6m　　　　　　　　 D．1.0m 至1.8m
　　 【解析】網球反彈後水平方嚮以25m/s的速度做勻速運動，由 可得反彈後在空中運動的時間在0.4s至0.6s之間，在竪直方嚮析運動是自由落體運動，由y=gt可得網球下落的高度為0.8m至1.8m之間。故選A選項。
　　 【評注】本題是一道基礎題，主要考察平拋運動知識。要求能正確地把實際問題轉化為平拋運動模型，問題便迎刃而解。
　　 【典例3】汽車以一定的速度 在一寬闊水平麵上勻速直綫行駛，突然發現正前方齣現一堵長牆，為瞭盡可能避免碰到牆上，司機是急刹車好呢？還是轉彎好？假定汽車所受的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。
　　 【解析】首先，必須對汽車的兩種運動情況建立相應的物理模型。
　　 汽車急刹車的物理模型：刹車裝置鎖住輪子，車輪不轉動，輪子在地麵上滑動。地麵對輪子的滑動摩擦力使汽車做勻減速運動，直至停下來。如果要避免汽車碰到牆壁，就必須使汽車從刹車開始到停止的過程中，所前進的距離小於司機發現牆時，急刹車的地點到牆的距離。
　　 汽車轉彎的物理模型：車子做勻速圓周運動，車子是否碰牆，在於軌道半徑R的大小。軌道半徑R是由嚮心力 決定的。這個嚮心力是由靜摩擦力提供的，在此題中約等於滑動摩擦力。
　　 根據動能定理，汽車急刹車後滑行的距離S和滑動摩擦力的關係為
　　 則
　　 （1）
　　 汽車轉彎時，根據勻速圓周運動嚮心力的公式，汽車轉彎時有
　　 則
　　 （2）
　　 比較（1）式和（2）式，知R>S，故汽車急刹車時碰牆可性能較小。
　　 【評注】此題所給條件極少，情景又模糊，隻有建立瞭正確的物理模型，纔能發現隱含條件：“急刹車時，汽車是在滑動摩擦力作用下做勻減速直綫運動；轉彎時，汽車是在靜摩擦力作用下做勻速圓周運動”。從此隱含條件齣發纔能正確選用物理規律解題。
　　 【典例4】如圖21-1所示，輕杆長為L，一端可繞光滑軸O在竪直平麵內轉動， 另一端係一質量為m的小球。把小球拉至圖示位置A（杆與水平方嚮夾角為 ）由靜止釋放，小球將做什麼樣的運動到達最低點B？到最低點時的小球速度有多大？若將輕杆換成輕繩，情況又如何？
　　 【解析】小球以O為圓心，L為半徑在竪直平麵內做變速率圓周運動到達最低點B，由於該運動過程中隻有重力對係統做功，因此機械能守恒。設小球B點水平嚮左的速度為 ，則
　　 若將輕杆換成輕繩，由於輕繩不能對小球産生推力，繩處在鬆弛狀態，小球靜止釋放後，隻受重力作用，將從A到C做自由落體運動。C的位置在水平綫下方與初始位置對稱，如圖21-2所示，由自由落體運動公式，得到小球落到C點的速度大小為
　　 由於在C點輕繩被緊綳而産生對小球的拉力，於是小球在拉力的作用下，法嚮速度 迅速變為零（有機械能損失），而在重力和拉力的共同作用下，小球以速度 開始嚮下做圓周運動。從C到B過程中隻有重力做功，由機械能守恒定律，有
　　 所以
　　 【評注】本題中涉及兩個對象模型：輕繩和輕杆。輕繩的特徵是：（1）指質量不計的柔軟物體，隻能産生沿繩方嚮伸長的彈性形變，阻礙其相連接物體沿其伸長方嚮的運動，而又不考慮繩的伸長；（2）繩上隻存在沿繩方嚮處處相等的拉力，且拉力大小隨外界條件變化而變化，這種變化的時間極短，即拉力可以發生突變。
　　 輕杆特徵是：（1）指質量不計的剛性體，它不僅可以産生拉伸形變，還可以産生壓縮、彎麯和扭轉形變，因此它不僅存在拉力，還存在壓力，且力的方嚮並不一定沿杆的方嚮；（2）不考慮輕杆的拉伸和壓縮的形變，並認為其內部彈力處處相等，可以發生突變。
　　 【典例5】如圖所示，寬為d、質量為M的正方形木靜止在光滑水平麵上，一質量m的小球由靜止開始沿“Z”字通道從一端運動到另一端，求木塊和小球的對地位移。
　　 【解析】把小球和木塊看成一個係統，由於水平方嚮所受閤外力為零，則水平方嚮動量守恒。設小球的水平速度為 、木塊的速度為 ，則有
　　 若小球對地位移為S1、木塊對地位移為S2，由上式可得
　　 mS1=MS2
　　 且
　　 S1+S2=d
　　 解得
　　 ，
　　 【評注】本題屬於過程模型中的人船模型。它不僅是動量守恒問題中典型的物理模型，也是最重要的力學綜閤模型之一。利用人船模型及其典型變形，通過類比和等效，可使許多動量守恒問題的分析思路和解答步驟變得極為簡單，有時甚至可直接得齣答案。
　　 【典例6】一皮帶傳動裝置如圖21-4所示，一根質量不計的、勁度係數為k的彈簧一端固定，另一端連接一個質量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶間的動摩擦因數為 ．當滑塊放到勻速運動的皮帶上時，彈簧的軸綫恰好水平，若滑塊放到皮帶上的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處於自由長度，已知皮帶的速度為 ，且足夠大，使得滑塊在皮帶上振動時始終相對於滑塊嚮右滑動，求：
　　 （1）滑塊振動的振幅多大？
　　 （2）當彈簧第一次伸長到最長時，滑塊相對於皮帶滑行的距離多大？滑塊與皮帶間所産生的熱量是多少？（已知彈簧簡諧振動的周期為 ）
　　 【解析】（1）滑塊在摩擦力與彈簧彈力的共同作用下，先嚮左做變加速運動，當二力平衡時，滑塊速度最大，該位置即為滑塊的平衡位置，接著嚮左做變減速度運動至速度為零，然後返迴，作往復運動，設滑塊在平衡位置時，彈簧的伸長量為A，此即為滑塊的振幅，此時有 。當滑塊經過平衡位置左側某一位置相對平衡的位移為x時，設嚮左為正方嚮，則閤力為
　　 此式說明滑塊所受閤力（即迴復力）與位移大小成正比，方嚮相反，同理，滑塊經過平衡位置右側某一位置，受到的閤力同樣與位移正比反嚮，符閤簡諧振動的條件，所以滑塊做簡諧振動，振幅為
　　 （2）當彈簧第一次伸長到最長時，滑塊對地位移為2A，運動時間為簡揩振動的半周期限，即 ，此段時間內，傳送帶對地路程為 ，故滑塊相對於皮帶滑行的距離為
　　 滑塊與皮帶間所産生的熱量為
　　 【評注】簡諧振動與“皮帶輪”模型相聯係屬於平常卻又創新的物理場景。滑塊在恒力摩擦力和變力彈力的作用下運動，要對滑塊進行受力分析，用物體作簡諧振動的受力條件 來分析判斷滑塊的運動，從能量轉化的角度分析滑塊與皮帶間所産生的熱量。本題中將滑塊的運動模型與竪直方嚮上振動的彈簧振子相類比，使解題過程容易理解。因此，從力和運動的角度分析皮帶輪模型時，弄清所發生的物理過程。描述時要以地麵為參照係，標定物塊、皮帶各自發生的位移，解齣相對位移，從而得齣滑塊與皮帶間所産生的熱量；本題在分析中，要善於從功能的角度分析能量的轉化關係，即要能從局部入手，更要能從全程的視角把握能量的轉換。
　　 【典例7】如圖21-5所示變壓器，初級綫圈匝數n1=1000匝，次級有兩個綫圈，匝數分彆為n2=500匝和n3=200匝，分彆接一個R=55Ω的電阻，在初級綫圈上接U=220V　　　　　　　 交流電。試求：
　　 （1）兩次級綫圈輸齣電功率之比；
　　 （2）初級綫圈中的電流。
　　 【解析】（1）由電壓思路，兩個次級綫圈兩端電壓分彆為
　　 ，
　　 又
　　 ，
　　 所以
　　 （2）根據歐姆定律，得
　　 ，
　　 由電流思路，對有兩個次級綫圈的變壓器有
　　 所以
　　 【評注】解答有關理想變壓器模型的題，關鍵是掌握理想變壓器的基本規律。這些規律有：變壓器穿過原綫圈中磁通量等於穿過所有副綫圈磁通量；輸入功率等於輸齣功率；原、副綫圈兩端的電壓之比等於原、副綫圈的匝數之比；原、副綫圈中的電流之比等於副綫圈的匝數與原綫圈的匝數之比。
　　 【典例8】如圖21-6所示，一矩形輕質柔軟反射膜可繞過O點垂直紙麵的水平軸轉動，其在紙麵上的長度為L1，垂直紙麵的寬度為L2。在膜的下端（圖中A處）掛有一平行於轉軸，質量為m，長為L2的導體棒使膜成平麵。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池闆，能接收到經反射膜反射到光電池闆上的所有光能，並將光能轉化成電能。光電池闆可等效為一個電池，輸齣電壓恒定為U；輸齣電流正比於光電池闆接收到的光能（設垂直於入射光單位麵積上的光功率保持恒定）。導體棒處在方嚮竪直嚮上的勻強磁場B中，並與光電池構成迴路，流經導體棒的電流垂直紙麵嚮外（注：光電池與 高中物理解題方法與技巧典例分析 下載 mobi epub pdf txt 電子書 格式

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希望對學習有用吧，我姐一直用這個，說效果不錯

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質量很好！很喜歡京東圖書！

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