1、规范解答高考物理综合题的解题方法许多同学对物理综合题尤其是高考压轴题困难,甚至产生畏惧心理。其实,只要稳定心态,冷静思考,掌握正确的解题方法,从容应答,分步得分,一般题目得一般以上的分数是不困难的。 一、认真审题审题是解题的第一步,是我们选择正确的解题模式,确定解题策略的关键。审题失误,必然导致解题失败,满盘皆输。因此,审题时要舍得花时间,做到:稳重、细致,是我们必须养成的好习惯。1.调整解题心态,一边读题,一边画图,充分感知题目赋予我们的信息俗话说:“静能生慧” ,自信和冷静是你解题时必须具有的心态,否则,心理上的慌乱必然带来你思维上的混乱。因此,接到一个题以后,无论题中是否有图,老师都建议
2、你一定要一边读题、一边画出情景示意图。这样做,一方面可以调动你的手、脑、眼等多种感官充分地感知题目的已知条件、采集题目提供给你的信息;另一方面可以让你把纷乱的思绪稳定下来,使你的注意力专注于你所面对的问题。2.从牛顿运动定律、动量、能量三个角度分析物理情景,确定解题策略大多数的物理综合题都是力学综合、力电综合的题目,情景的分析往往需要综合运用运动学知识、牛顿运动定律、动量守恒、机械能守恒等知识。由于物理过程的细节分析是你应用动量、能量知识解决问题的基础,因此,你应该先用牛顿运动定律分析情景,结合研究对象的运动状态分析它的受力情况,再结合物体运动的初始条件,分析物体的运动情况,并对物体的运动性质
3、(匀速?匀变速?非匀变速?加速度如何变化?)作出判断。 (因为高中阶段应用牛顿运动定律无法求解变力作用问题,只能应用动量、能量观点解决这类问题,这样做可以帮助你确定解题的策略。 )然后你再把物理过程进行分段,并从动量、能量的角度对每一段过程进行分析研究,确定每段过程遵循的物理规律。对每一段物理过程,你都可以追问自己:动量守恒吗?机械能守恒吗?若不守恒,你就可以考虑用动量定理、动能定理来列方程,或者根据功能关系来列方程。应用功能关系解题时常遇到功能原理(非重非弹力做功等于系统机械能的减少量,即:W 非重非弹 = E)和摩擦生热(两个物体发生相对滑动并伴随摩擦生热时,系统内能增量等于滑动摩擦力乘以
4、它们的相对位移也等于系统机械能的减少量,即:U= fs=E)两种题类。3.挖掘题目的隐含条件隐含条件的挖掘往往是解题的关键,同学们在平时的解题中一定要加强这方面的训练。一方面要注意题目中的“题眼” ,如:最大、最近、 恰好 等;另一方面要在情景分析的基础上,善于从物理过程中发现和建立“等量关系” ,如:位移关系、速度关系、能量关系等。例 1.(00 全国高考)在原子核物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换效应” 。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球 A 和 B 用轻质弹簧相连,在光滑的水平轨道上处于静止状态,在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板 P,右边有一个小球
5、C 沿轨道以速度 v0 射向 B 球,如图所示,C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体 D,在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后,A 球与挡板 P 发生碰撞,碰后 A、D 都静止不动,A 与 P 接触而不粘连,过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失) 。已知 A、B 、C 三球的质量均为 m .(1)求弹簧长度刚被锁定后 A 球的速度。(2)求在 A 球离开挡板 P 之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。情景分析:本题可按物理过程进行的顺序分为以下五段来研究(1) C 与 B 的碰撞过程这是一个完全非弹性碰撞过程从动量角度看:满足动量守
6、恒定律从能量角度看:机械能损失最大。由动量守恒定律得: mv0=2mv1 其中 v1 为 C、B 碰后结成的整体 D 的速度(2) 从 C、B 碰后到弹簧长度变的最短从牛顿运动定律角度看:C、 B 碰后,D 做减速运动,A 做加速运动,当二者速度相等时, 弹簧长度变的最短。由于弹簧力是变力,故 A、D 的运动都不是匀变速运动,这一过程中学阶段只能用动量、能量观点处理。从动量角度看:这一过程满足动量守恒定律设弹簧长度最短时,A、D 的共同速度为 v2由动量守恒定律有:2mv 1=3mv2 PA B Cv0从能量角度看:整个过程满足机械能守恒定律 2mv12 = Ep0 + 3mv22 12 12
7、(3) 从弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,到 A 球与挡板 P 发生碰撞,碰后A、D 都静止不动。(4)从解除锁定到 A 球离开挡板从牛顿运动定律角度看:D 做加速运动,而 A 由于挡板 P 的阻挡而静止,当弹簧恢复原长时,A 球开始离开挡板。从动量角度看: 由于挡板 P 的阻挡,动量不守恒。从能量角度看:满足机械能守恒定律设弹簧刚被锁定时,弹簧的弹性势能为 Ep0由机械能守恒定律有:E p0 = 2mv32 12v3A 刚离开挡板时 D 的速度(5)从 A 球离开挡板到弹簧具有最大弹性势能从牛顿运动定律角度看:此后 D 做减速运动,A 做加速运动,当二者速度相等时,二者间距最大,此时,弹
8、簧具有最大弹性势能 Epm(题目的隐含条件) 。从动量角度看:这一过程满足动量守恒定律由动量守恒定律:2mv 3 = 3mv4 其中 v4A、D 速度相等时的共同速度从能量角度看: 这一过程满足机械能守恒定律由机械能守恒定律得: 2mv32= Epm + 3mv42 12 12解题策略的确定:本题第(1)问可由第两式求得 v2= v0 即弹簧长度刚被锁定后 A 球的速度为 v0 13 13本题第(2)问可由第式求得A 球离开挡板 P 之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能为 Epm= mv02136二、规范书写解题过程解题过程的书写应思路清晰、规范有序、语言简炼、物理规律应用准确,充分展示“得分
9、点” 。具体说来应注意以下几点:(1)在审题的基础上,要画出必要的示意图,或在题目给出的图上做出标注。这样,可以以图代审、以图代设。(2)解题时你必须加必要的文字说明,如:设定你解题时用到的字母、布列方程的物理依据、对解题起关键作用的情景分析、隐含条件的挖掘等。(3)一般来说你应该顺着物理过程进行的方向去解题,按照物理过程进行的先后顺序,根据过程所遵循的物理规律去布列方程,对题目中没有给出的字母要先去进行设定或在方程的下面注明其含意。(4)列方程应该是用字母表示的原始方程(即:根据公式未进行整理、化简而直接列出的方程) ,一个方程占一行,上下并列书写,并对方程进行编号。千万不要列综合方程,要分
10、开列几个小方程,先写基本方程,再列辅助方程。这样,才能踩住“得分点” 。(5)简单的数学运算过程可以省略,而对解题起重要作用的数学变换、特殊方程的数学处理和物理处理等重要的过程则不可以省略。但在高考中,如果时间紧张,我们则不应过分追求答案的完整性,可以考虑放弃繁杂的数学运算,追求易得的绝大部分过程分数。(6)有些题目你千万不要等全部想清楚后才写解题过程,因为,许多题目的物理情景是在解题的过程中才逐渐清晰的。你应该边想边写、边写边想,这样做可以使你的思维变的有序、严谨、细腻、逻辑性强。(7)要养成想方设法写出“得分点”的好习惯。如果有的题目自己不会做,你千万不要心慌,要仔细地琢磨试题的意图,尽量
11、想象可能用到的式子,把它列出来,不必过多考虑计算问题。三、对解题结果进行评价解得的结果应考虑其数学意义和物理意义、根据解的完备性、合理性等对求出的结果进行取舍或讨论。例 2 (03 高考江苏) (1)如图 1,在光滑水平长直轨道上,放着一个静止的弹簧振子,它由一轻弹簧两端各连接一个小球构成,两个小球质量相等,现突然给左端小球一个向右的速度 u0,求弹簧第一次恢复到自然长度时,每个小球的速度。(2)如图 2,将 N 个这样的振子放在该轨道上,最左边的振子 1 被压缩至某一长度后锁定,静止在适当位置上,这时它的弹性势能为 E0,其余各振子间都有一定的距离,现解除对振子 1 的锁定,任其自由运动,当
12、它第一次恢复到自然长度时,刚好与振子 2 碰撞,此后,继续发生一系列碰撞,每个振子被碰后刚好都是在弹簧第一次恢复到自然长度时与下一个振子相碰,求所有可能的碰撞都发生后,每个振子弹性势能的最大值。已知本题中两球发生碰撞时,速度交换,即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。左 右图 1左 右1 2 3 4 N图 2解 题 过 程 解题规范说明解:(1)设每个小球质量为 m,以 u1、u 2 分别表示弹簧恢复到自然长度时左右两端小球的速度。由动量守恒和能量守恒定律有mu1 + mu2 = mu0 (以向右为速度正方向) (1)mu12 + mu22 = mu02 (2)12 12 12解得 u1 =
13、u0 , u2 = 0 或 u1 = 0 , u2 = u0由于振子从初始状态到弹簧恢复到自然长度的过程中,弹簧一直是压缩状态,弹性力使左端小球持续减速,使右端小球持续加速,因此,应该取解:u1 = 0 , u2 = u0即:弹簧第一次恢复到自然长度时,左端小球的速度为 0,右端小球的速度为 u0(2)以 v1、v 1 分别表示振子 1 解除锁定后弹簧恢复到自然长度时左右两小球的速度,规定向右为速度的正方向,由动量守恒和能量守恒定律有mv1+mv1=0 (3)mv12 + mv12=E0 (4)12 12解得 v 1 = v1 = 或 v 1 = v1 = 在这一过程中,弹簧一直是压缩状态,弹
14、性力使左端小球向左加速,右端小球向右加速,故应取解v1 = v1 = 振子 1 与振子 2 碰撞后,由于交换速度,振子 1 右端小球速度变为 0,左端小球速度仍为 v1 ,此后两小球都向左运动,当它们的速度相同时,弹簧被拉伸至最长,弹性势能最设定解题中用到字母的物理意义布列方程的物理依据列出原始方程并对方程编号,方程并列书写。解方程的过程省略,写出解得的数学解根据解的合理性对解进行取舍指明题目所求的答案设定所用字母的物理意义布列方程的的依据列方程,编号求解,数学过程从略对求得的解进行取舍对解题起关键作用的情景大。设此速度为 v10 ,根据动量守恒定律有2mv10=mv1 (5)用 E1表示最大
15、弹性势能,由能量守恒定律有mv102+ mv102+E1= mv12 (6)12 12 12解得 E1 = E014振子 2 被碰撞后瞬间,左端小球速度为 ,右端小球速度为 0,以后弹簧被压缩,当弹簧再恢复到自然长度时,根据(1)题结果,左端小球速度 v2 = 0,右端小球速度v2 = ,与振子 3 碰撞,由于交换速度,振子 2 右端小球速度变为 0,振子 2 静止,弹簧为自然长度,弹性势能为 E2 = 0.同样分析可得 E 2=E3=EN1=0振子 N 被碰撞后瞬间,左端小球速度 vN1 = ,右端小球速度为 0,弹簧处于自然长度,此后两小球都向右运动,弹簧被压缩,当它们向右的速度相同时,弹
16、簧被压缩至最短,弹性势能最大,设此速度为 vN0,根据动量守恒定律2mvN0=mvN1 (7)用 EN表示最大弹性势能,根据能量守恒,有mvN02 + m vN02 + EN = mvN1 2 (8)12 12 12解得 EN = E014可见,所有可能的碰撞都发生后,每个振子弹性势能的最大值分别为E1= E0 E2=E3=EN1 =014EN = E014分析略对解题起关键作用的情景分析类似的说明省略略指明所求的最后结果四、加强解题思维的优化在平时的解题训练中,你不应以解出的结果正确为满足,而应该加强对解题过程的自我评价,吸收老师、同学的优秀思路和方法,取长补短,完善自己。或者你可以尝试用其他方法进行求解,一题多解,开拓思维。同时你也应注意加深对典型题目求解过程的理解,积累你的解题经验,作为你自己的物理模型加以仔细品味和领悟。一般说来,这些典型题目的解题思维和解题方法极具代表性,对我们理解所学知识、领悟物理学的基本思想和思维方法极具启发功能。长期坚持,可以丰富你头脑中的策略性知识,使你处理问题时的方法更加灵活、更加简炼,使你的思维逐步走上科学思维的轨道,使你的解题过程更趋严谨、科学、合理。