内容正文:
策略指导一 灵活运用6大物理思维方法,让审题、析题有方向
高考,七分靠实力,三分靠状态。考前通过系统归纳6大物理解题思维方法,以期让考生站在学科素养高度上把握学科精华,用6大思维主线审视、归拢解题的过程,让考生跳出“题海”,脱身“上岸”。
一整体与隔离思维
在研究多物体组成的系统问题时,要涉及到整体与隔离的思维方法。若研究外力对系统整体的作用或系统整体的加速度,一般应用整体思维求解;若研究系统内物体之间的相互作用时,一般用隔离思维求解。
[例1] (2023·山西运城联考)在一块固定的倾角为θ的木板上,叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上。已知图甲中两本词典一起沿木板匀速下滑,图乙中两本词典一起沿木板匀加速下滑,两本词典的封面材料不同,但同一本词典的上、下两封面材料相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A.μ2一定小于tan θ
B.μ3一定等于tan θ
C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小一定是μ1mgcos θ
D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小一定是μ3mgcos θ
[方法品悟] 对图甲词典整体进行受力分析,有2mgsin θ=μ2·2mgcos θ,解得μ2=tan θ,A错误;对图甲中的英语词典单独受力分析,设其受到的静摩擦力为f,则有f=mgsin θ≤μ3mgcos θ,即μ3≥tan θ,B错误;对图乙词典整体进行受力分析,有2mgsin θ-μ1·2mgcos θ=2ma,对图乙的汉语词典单独受力分析,有mgsin θ-f汉=ma,联立解得f汉=μ1mgcos θ,C正确;根据A、B项的分析,可知2mgsin θ=μ2·2mgcos θ,f=mgsin θ,故有f=μ2mgcos θ,D错误。故本题选C。
[应用体验]
1.(多选)用外力F通过如图所示的装置把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动。已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°,斜面体与水平地面之间是粗糙的,并且斜面体一直静止在水平地面上。不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.地面对斜面体的静摩擦力始终为零
B.外力F一直在增大
C.某时刻绳子对水平杆上的滑轮的合力等于绳子的拉力
D.绳子移动的速度大于小球沿斜面运动的速度
解析:选BC 以小球为研究对象,利用隔离思维研究外力F的变化规律,设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ,对小球,沿斜面方向,由平衡条件有Tcos(θ-30°)=mgsin 30°,解得T=,则当θ角从45°变为90°的过程中,绳子的拉力T变大,因F=T,则外力F一直在增大,B正确;将小球和斜面体视为整体,研究地面对斜面体的静摩擦力变化特点,分析可得地面对斜面体的静摩擦力等于绳子拉力的水平分量,即f=Tcos θ,又因为T=,所以f=mg,故只有当θ=90°时地面对斜面体的静摩擦力才等于零,A错误;当θ=90°时,滑轮两边绳子的夹角为120°,由受力分析可知,此时绳子对水平杆上的滑轮的合力等于绳子的拉力,C正确;将小球沿斜面运动的速度v分解可知,绳子的速度v1=vcos(θ-30°),则绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度大小,D错误。
二类比与等效思维
类比与等效思维是指从事物间的类比或效果等同出发,在解决问题的过程中,对研究对象、过程、结构等进行灵活变换处理的一种思维方法。类比与等效思维的应用过程中要注意把陌生问题通过类比与等效,转化为熟悉的物理问题或物理模型,清晰地把握问题的实质,方便找到解决问题的途径。
[例2] 如图所示,间距为L的两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨单位长度的电阻为r0,导轨的端点P、Q间用电阻不计的导线相连,垂直导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B随时间t均匀变化(B=kt),一电阻也不计的金属杆可在导轨上无摩擦滑动且在滑动过程中始终保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆由静止开始向右做匀加速直线运动,则t时刻金属杆所受安培力为( )
A.t B.t
C.t D.t
[方法品悟] 初看本题不陌生,但细看与我们平时所做试题有区别,既有棒切割又有磁场变化,为此可实现模型等效转换,等效为磁场不变的单棒切割磁感线与面积不变的磁场变化的叠加,为此令金属杆的加速度为a,经时间t,金属杆与初始位置的距离为x=at2,此时杆的速度v=at,所以回路中的感应电动势E=BLv+S=ktLv+kLx,而回路的总电阻R=2xr0,所以金属杆所受安