44、思想方法1 等效法-【名师伴你行】2023高考物理二轮复习专题训练教师用书课件PPT（新高考）

思想方法1　等效法 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 [方法概述] 　　等效法是指在某种特定意义上,在最终结果相同的前提下,把实际复杂的物理现象和物理过程或物理问题转化为理想的、简单的、直观的物理现象和物理过程或物理问题来研究和处理的方法.等效法既是一种常用的科学思维方法,也是一种分析物理问题和解决物理问题的有效途径,在物理教学和科学研究中都有着广泛的应用. 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 1.等效法在运动学中的应用 由于合运动与分运动具有等效性,所以平抛运动可看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,此外,轨迹完整的斜上抛运动可等效成从最高点沿两个相反方向的平抛运动. [分类应用] 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 [典例1]　如图所示,水平地面上不同位置的三个小球被斜向上抛出,沿三条不同的路径运动,最终落在同一点,三条路径的最高点是等高的,若忽略空气阻力的影响,比较三个小球从地面抛出时的速率v1、v2、v3的大小关系. [解析]　斜上抛运动可等效成从最高点沿两个相反方向的平抛运动,则小球抛出时的速率与平抛运动的落地速率相等;由＝2gy可知,三个小球落地时的竖直分速度相等;由平抛运动的竖直分位移公式y＝gt2及水平分位移公式x＝v0t有v01＞v02＞v03,根据v＝可得,三个小球落地时的速率的大小关系为v1＞v2＞v3,这也是三个小球抛出时的速率大小关系. [答案]　v1＞v2＞v3 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 　　2.等效法在功能关系中的应用 在中学物理中有些题目所涉及的过程非常复杂,以致我们无法或不必要严格地搞清楚整个过程中的各个细节,特别是在关于动量和能量的某些题目中,整个运动过程中的“动态”是很复杂的,往往只要把握住起始和终了时刻的状态,定性地分析过程,运用等效的观点,将整个过程等效为一个相对简单的过程,从而方便求解.这也正是等效法的精要之一. 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 [典例2]　一条长为L、质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上,其中悬在桌边,如图所示,在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上需做功为 (　　) A. B. C. D. [解析]　悬在桌外的L长的链条重心在其中点处,离桌面的高度为h＝L,它的质量是m1＝m,在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上需做功为链条重力势能的增加量,W＝ΔEp＝m1gh＝mgL,故A正确. [答案]　A 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 　　3.等效重力法在复合场中的应用 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题,是高中物理教学中典型的题型,对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效重力法”求解,则能避开复杂的运算,过程比较简洁.“等效重力法”的解法是:先求出带电粒子所受重力和电场力的合力,将这个合力视为粒子受到的“等效重力”,将a＝视为“等效重力加速度”,再将粒子在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可.求解的关键是找出等效最高点和等效最低点,将等效重力平移到圆心,等效重力延长线与圆的两个交点就是等效最高点和等效最低点. 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 [典例3]　在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时细线与竖直方向夹角为θ(如图所示).现给小球一个垂直于悬线的初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,重力加速度为g,试问: (1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大? (2)小球在B点的初速度多大? 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 [解析]　(1)设小球静止的位置B为零势能点,由于动能与等效重力势能的总和不变,则小球位于和B点相对的同一直径上的A点时等效重力势能最大,动能最小,速度也最小.设小球在A点时速度为vA,此时细线的拉力为零,等效重力提供向心力,则mg'＝m,得小球的最小速度vA＝＝. (2)设小球在B点的初速度为vB,由能量守恒得m＝m＋mg'·2l,将vA值代入上式得vB＝. [答案]　(1)见解析 (2)　 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 　　4.等效电源法在电路中的应用 (1)如图甲所示,把电源和定值电阻串联后看作一个等效电源,则等效电源电动势与原电源电动势相等,即该等效电源电动势为E'＝E,等效电源内阻大小为原电源内阻与串联定值电阻之和,即该电源的等效内阻为r'＝R1＋r. 　　　　　　 甲　 　乙 第1页 （新）高考二轮复习·物理　 (2)如图乙所示,把定值电阻接在电源的两端时,等效电源电动势为定值电阻和原电池内阻串联时定值电阻分到的电压,即该等效电源电动势为E'＝UAB＝E;等效电源内阻为原电源内阻和定值电阻并联后的