12高中物理解题方法、技巧和操作
12高中物理解题方法与技巧
1直线运动问题
问题总结:直线运动是高考的热门话题，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查。如果出现在选择题中，则侧重考查基本概念，常与图像相结合；计算题中，常出现第一个小题，难度适中，常见形式有单多进程题和追击与遭遇题。
思维模板:解决图像问题的关键是将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息分析运动过程，从而解决问题；单多进程和追遇问题要按顺序逐步分析，然后根据前后进程和两个对象之间的关系列出相应的方程，以便分析解决。前后过程的关系主要是速度关系，两个物体的关系主要是位移关系。
2物体的动平衡问题
题型总结:物体的动平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但力不断变化的问题。一个物体的动平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时分析三个力平衡的方法可以推广到四个力作用下的动平衡问题。
思维模板:常见的思维方法有两种。
(1)解析方法:解决这类问题，可以根据平衡条件列出方程组，用列出的方程组分析应力变化；
(2)图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化。
3运动的合成和分解
问题总结:运动的合成和分解有两种常见的模型。一个是绳(竿)末端速度的分解，一个是船过河的问题。这两个问题的关键都在于速度的合成和分解。
思维模板:(1)绳(杆)末端速度分解问题中，需要注意的是，物体的实际速度必须是组合速度，分解时两个分速度的方向应为绳(杆)的方向和垂直于绳(杆)的方向；如果两个物体由一根绳(杆)连接，则两个物体沿绳(杆)方向的速度相等。
(2)船过河时，同时参与两个运动，一个是船相对于水的运动，一个是船随水的运动。平行四边形法则或正交分解法可用于分析。有些问题可以用解析法分析，有些问题需要用图解法分析。
4抛射体运动问题
题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动。平抛运动和斜抛运动的研究方法都是正交分解，一般将速度分解为水平和垂直两个方向。
思维模板:(1)平抛运动物体在水平方向作匀加速直线运动，在垂直方向作匀加速直线运动，其位移满足x=v0t，y=gt2/2，其速度满足vx=v0，vy = gt
(2)斜抛运动物体在垂直方向做向上(或向下)运动，在水平方向做匀速直线运动，分别在两个方向求解相应的运动方程。
5圆周运动问题
问题总结:圆周运动按受力可分为水平面内的圆周运动和垂直面内的圆周运动，垂直面内的圆周运动按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动。水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，垂直面内的圆周运动一般为变速圆周运动。水平面内圆周运动的重点是向心力的供求关系和临界问题，垂直面内圆周运动的重点是最高点的力。
思维模板:
(1)对于圆周运动，首先要分析物体是否在做匀速圆周运动。如果是，物体上的合力等于向心力，从f =mv2/r=mr？2列方程可以求解；如果物体的运动不是匀速圆周运动，那么作用在物体上的力要进行正交分解，物体在指向圆心的方向上的合力等于向心力。
(2)垂直面内的圆周运动可分为三种模型:①绳模型:它只能给指向圆心的物体提供弹力，它能通过最高点的临界状态是重力等于向心力；(2)杆模型:能提供一个指向或偏离圆心的力，能通过最高点的临界状态是速度为零；③外轨模型:只能提供偏离圆心的力。当物体处于最高点时，如果V
牛顿运动定律的综合应用
问题概述:牛顿运动定律是高考重点内容，每年都会出现。牛顿运动定律可以把力学和运动学结合起来，综合应用直线运动的常见模型有连接器、传送带等。，一般都是多流程的问题，也可以考察关键问题、周期性问题等内容，综合性很强。天体运动题目是牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动的综合题目，近年来考查非常频繁。
思维模板:以牛顿第二定律为桥梁，把力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力。对于多过程问题，要根据物体的受力情况逐步分析物体的运动情况，直到找到结果或规律。
对于天体运动问题，我们应该掌握两个公式:
GMm/r2=mv2/r=mr？2=mr4？2/T2 ①。 GMm/R2=mg ②。对于圆周运动的恒星(包括双星和三星系统)，可按公式①进行分析；对于轨道转移问题，要根据向心力的供需来分析轨道的变化，然后根据轨道的变化来分析其他物理量的变化。
7机车启动问题
问题总结:机车的启动方式有两种，一种是恒功率启动，一种是恒加速启动。无论哪种启动方式，都是用瞬时功率P=Fv的公式和牛顿第二定律F-f=ma的公式来分析的。
思维模板:(1)机车以额定功率启动。机车的启动过程如图所示。由于功率P=Fv不变，由公式P=Fv和F-f=ma可知，随着速度V的增大，牵引力F会减小，因此加速度A也会减小，机车会随着加速度的减小而加速，直到F=f，a=0，此时速度V达到最大值。
发动机在这个加速过程中所做的功只能用W=Pt来计算，而不能用W=Fs来计算(因为F是变力)。
(2)机车以恒定加速度启动。恒加速起动过程实际上包括两个过程。如图，“过程1”是一个匀加速过程。因为A是常数，所以F也是常数。从公式P=Fv可知，随着V的增加，P会不断增加，直到P达到额定功率，功率不能再增加了。“过程2”保持额定功率不变。过程1标注“功率p达到最大，加速度开始变化”。过程2标有“最大速度”。进程1只能用W=F？s计算，不能用W=P？t计算(因为P是变幂)。
8以能量为核心的综合应用题
问题总结:以能量为核心的综合应用题一般分为四类。第一类是单机械能守恒，第二类是多体系统机械能守恒，第三类是单动能定理，第四类是多体系统的函数关系(能量守恒)。多体系统的构图方式:两个或两个以上的物体堆叠，两个或两个以上的物体用细线或光杆连接，两个或两个以上的物体直接接触。
思维模板:解决能量问题的工具一般有动能定理、能量守恒定律、机械能守恒定律。
(1)动能定理使用简单，只要选择对象和过程，直接列出方程，动能定理适用于所有过程；
(2)能量守恒定律也适用于所有过程。分析时，只需要分析哪个能量减少，哪个能量增加，根据减少的能量等于增加的能量的等式；
(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也是非常重要的。很多问题可以用两种甚至三种方法解决，可以根据问题的情况灵活选择。
9力学实验中的速度测量
问题总结:速度测量是很多力学实验的基础，通过速度测量可以研究加速度、动能等物理量的变化规律。因此，在研究匀速直线运动、验证牛顿运动定律、探索动能定理、验证机械能守恒等实验中，都要进行速度测量。速度测量一般有两种方法:一种是通过打点计时器、频闪照片等，在连续的几个相等的时间内获得位移。，从而研究速度；另一种是用光电门等工具测量速度。
思维模板:用第一种方法求速度和加速度通常需要匀速直线运动中的两个重要推论:①vt/2=v average =(v0+v)/2，②？X=aT2，为了使误差最小，加速度的计算也采用了微分法。用光电门测速时，测量光垒通过光电门所用的时间，计算出这段时间内的平均速度，认为等于该点的瞬时速度，即v=d/？t.
10电容器问题
问题总结:电容器是一种重要的电气元件，在实践中应用广泛。是历年高考中常见的知识点之一。经常以选择题的形式出现，难度不大。主要考查对电容器电容概念的理解，平行板电容器电容的决定因素，电容器的动态分析。
思维模板:
(1)电容的概念:电容是由比值(C=Q/U)定义的物理量，表示电容器所含电荷的多少，适用于任何电容器。对于某一个电容器来说，其电容也是一定的(由电容器本身的介电特性和几何尺寸决定)，与电容器是否带电、带电电荷的多少、极板间电位差的大小等无关。
(2)平行板电容器的电容:平行板电容器的电容由两板的相对面积、两板间的距离和介质的相对介电常数决定，满足C=？S/(4？kd)
(3)电容器的动态分析:关键在于找出哪些是变量，哪些是不变量，掌握三个公式[C=Q/U，C=？S/(4？Kd)和E=U/d]并分析清楚两种情况:一是电容电荷Q不变(充电后断开电源)，二是两极板间电压U不变(始终接通电源)。
11带电粒子在电场中的运动
问题总结:带电粒子在电场中的运动，本质上是电场力和电势能相结合的力学问题。研究方法和粒子动力学一样，也遵循运动合成与分解的力学规律，牛顿运动定律，函数关系等。高考既有选择题，也有综合计划。算题？。
思维模板:
(1)带电粒子在电场中的运动有两种处理方式:①动力学方式:注重带电粒子的受力分析和运动过程分析，然后用牛顿第二定律算出位移、速度等物理量；②函数方式:根据电场力和其他力引起的能量变化或根据整个过程的函数关系来确定质点的运动(使用时首选)。
(2)在处理带电粒子在电场中的运动时，要注意是否考虑了粒子的引力。
①质子，？粒子、电子、离子等微观粒子一般不算引力；
②宏观带电粒子如液滴、灰尘、颗粒一般考虑重力；
特殊情况要根据具体情况和题干中隐含的条件来判断。
(3)在处理带电粒子在电场中的运动时，要注意画出粒子运动轨迹示意图，在画图的基础上运用几何知识寻找关系往往是一个突破口。
12带电粒子在磁场中的运动
问题总结:带电粒子在磁场中的运动，历年来很多高考题中都有考查。命题形式有简单选择题和综合计算题，难度较大。有三种常见的命题形式:
(1)运动学量(半径、速度、时间、周期等。)的带电粒子在洛仑兹力的作用下做圆周运动的现象被突出出来。
(2)突出对概念的深刻理解和以力学问题考查综合方法，重点考查思维能力和综合能力；
(3)突出这部分知识在现实生活中的应用，重点考查思维能力和理论联系实际的能力。
思维模板:在处理这类运动问题时，重点是“求中心，求半径(R=mv/Bq)，求周期(T=2？M/Bq)或时间。
(1)圆心的确定:由于洛伦兹力F指向圆心，根据F？v，在质点运动轨迹中的任意两点(一般是进入和退出磁场的两点)画出F的方向，沿两个洛仑兹力F的延长线的交点为圆心。此外，圆心必须位于圆内任意一条弦的垂线上。
(2)半径的确定与计算:利用平面几何关系，计算圆的半径(或运动圆弧对应的圆心角)，以及一个重要的几何特征，即质点速度的偏角(？)等于圆心角(？)，并且等于弦AB与切线的夹角(弦切线角？)2次(如图)，即=？=2?。
(3)运动时间的确定:t=？T/2？或者t=s/v，其中？是偏转角，t是周期，s是轨迹的弧长，v是线速度。
高中物理解题中的心理操作。
一，物理问题解决的概述
近年来的问题解决研究指出，一个问题是指一个不能及时实现的目标，为实现这一目标而采取的身体或心理行动称为问题解决。解决问题时你必须遵循一定的规则。所以一个问题应该包括以下几个环节:(1)初始状态——问题给出的已知条件和物理习题中的已知条件；(2) gogl状态——解题时要达到的终极目标，物理问题中的需求；(3)算符——应用这些原理把问题从初始状态变为最终状态，包括解决物理问题所要遵循的物理规律的原理，也要符合人们所知道的规律。
问题解决者在解决问题的过程中，要从初始状态出发，通过一系列的问题状态，达到最终状态。从初始状态到最终状态的所有问题状态构成了问题空间，问题状态的转换需要解题者做一些心理操作，从而构建解题的心理意象。这个心智图像是个性化的，它因人而异，它包含的信息比问题本身多或少，受问题解决者长时记忆中储存的知识影响。也就是说，问题解决者根据自己已有的知识，构建心智图像，寻找解决方案。很多时候问题空间很大，允许操作的规则很多。这是一个多解的问题；有时候问题空间虽然大，但是允许操作的规则有限，对应的问题解也很少。
解题过程也是一个非常复杂的信息加工过程，而解题者是一个信息加工系统，解题是系统与问题的互动。解决问题取决于这个信息处理系统的特点和问题结构。问题结构制约解决问题的过程，提供一些可行的行动；问题解决者的特征是指他的短时记忆的容量，长时记忆中储存的知识以及储存和提取这些知识所需的时间。知识“模块”(基础题)储存越多，提取这些“模块”的速度就越快，解题效率就越高。
二、解决物理问题的心理操作
在解决问题时，题目中描述的物理现象被翻译成物理图像，输入大脑进行暂时存储，然后大脑会进行一系列复杂的心理操作来解决问题。进行心理操作，一要有操作的对象，二要有一定的操作规则(包括操作的顺序)。物理解题中的心理操作对象是储存在大脑长时记忆中的物理知识的基本模块。这些“模块”的信息量和整合程度因人而异。操作规程必须符合本学科的原理和人们所知道的规律。所谓心理操作，是指对这些“模块”进行加工、组合、连接、再创造的心理过程。没有这些“模块”，心理操作就失去了原材料。你不能要求一个没有物理知识的人去解决物理问题。不管他有多聪明，他都不会解决物理问题。原因很简单，因为在他的长时记忆中没有储存和加工的“模块”。这就是巧妇难为无米之炊的原因。
解决物理问题的心理操作一般分为三个阶段:
第一阶段是检索和提取阶段。当要解决的问题输入到大脑中，一旦被吸引去解决，我们原有的知识、经验和实践感知就会发生变化，搜索、识别然后提取出储存在大脑长期记忆中的相似、相似的“模块”。这些“模块”可以是物理某个部分或单元的知识，也可以是同类型的基础习题。第一阶段的工作为第二阶段的加工提供原料和必要的准备。当然，对于一个复杂的问题，不一定能一次非常准确地提取出“模块”，有时在处理过程中可以反复检索提取。
第二阶段是沟通处理阶段。这个阶段是心理运作非常重要的阶段，包括采纳、排斥、分解、组合、迁移、选择、转化、联系、沟通。通过以上操作，问题空间逐渐确定，逐渐清晰。交流想法，形成策略。在这个阶段，要对原有的“模块”进行处理和重组，大脑皮层中的临时神经连接会有部分被打开，有部分被临时关闭和重组。这时就会产生新的创造性思维。解决问题从某个角度来说是一种创造，尤其是在解决别人没有解决的问题的时候。
操作时，有时需要将整个“模块”分割成组件，直到无法再分割为止。根据需要排列每个“模块”所包含的要素，根据需要重新组合上述分解的要素，根据提供的信息充分想象，克服思维定势的影响逐步确定问题空间，形成解题策略。
第三级是反馈输出级。经过第二阶段的沟通处理，方案策略已经形成，再经过编辑、优化、计算、检验，将处理后的信息系统化、组织化，达到问题的最终状态。此时，处理后的信息分为两部分:一部分通过功能器官输出，另一部分作为长时记忆的新“模块”返回(反馈)到大脑。我们将用框图来表示如下的心理操作过程:
心理操作是一种个性化的思维模式。有的人在问题空间里漫无目的的思考，却无法组织，一无所获。而有些人，却能在问题空间里用极其有限的搜索代替几乎无穷尽的搜索，甚至在尝试中不出任何差错，有条不紊地奔向目标。
三，解决问题的案例分析
例1，一个质量为m，电荷为q的物体可以在水平轨道ox内运动，O端有一个垂直于轨道的固定壁。轨道在均匀电场中，场强为E，H方向沿ox为正。如图2所示，一个小物体从xo沿ox轨道运动，初速度为vo，运动时受到一个恒定的摩擦力F，F
解答:如果我们分析以上问题所描述的物理现象，我们会从大脑的长时记忆中提取出四个基本的知识模块:电势能、动能、摩擦功、功能原理。而这四个模块之间有什么联系，又是如何连接的？我们分两种情况来讨论:如果没有摩擦力，物体的函数和电势能可以相互转化，因为物体与壁面的碰撞阱没有损失能量，但函数和电势能之和守恒；在有摩擦力的情况下，摩擦力的方向与小物体的运动方向相反，动能和电势能都会逐渐减小，最后会停在O点。这就是小物体克服摩擦力所做的功等于折合动能和电势能之和。我们可以使用如下框图:
“模块2”和“模块3”从不同方面描述了物体状态的变化，“模块1”描述了克服摩擦力做功的过程。物体状态的变化明显是由摩擦做功引起的，所以“模1”与“模2、模3”之间存在因果关系，它们之间的数量关系由“模4”联系起来(功能原理)。因为这个问题中物体的后距是一个与过程量和功密不可分的物理量，也出现在做功的整个过程中，所以提取摩擦功的模数是合理的。根据图中三列公式计算并不难，此处省略计算。
例2如图，将质量为m的玩具车放在水平光滑的桌面上，车的平台(车的一部分)上有一个质量可以忽略不计的弹簧。一端固定在平台上，另一端用一个质量为m的球将弹簧压缩一定距离，然后用细线捆绑。用手将车固定在桌面上，然后烧线，球就会弹出，落在车上的A点。如果车没修好，细线烧了，球会落在车上哪里？让汽车保持足够长的时间。球不会掉到车外。(1987高考题)
解决方法:这个问题可以分为小车运动和小车不运动两种情况，有四种基本的物理过程，即小车不运动时球的平抛运动，小车运动时球与小车的相互作用，小车运动时球与小车的相对运动，小车运动时球的平抛运动。每一个物理过程都可以看作是一个存储一定信息的模块。每个模块都掌握了很多物理知识，包括平抛的运动学特征，重力的瞬时效应，空间积累效应，时间积累效应，车运动时情况更复杂。但经过分解筛选，可以发现四个过程与速度密切相关，这就使得通过速度将四个物理过程联系起来成为可能，如框图所示:
在图5中，已经说明了每个“模块”的从属关系、要满足的物理规律以及它们之间的连接条件。解决问题的思路已经沟通好了，构建一个数学模型来解决并不难。
例3，一根细绳穿过某个滑轮，两端各有质量为m和m的物体，如图6所示，而
M & gtM，M还在地上。当M自由下落距离为h时，绳子开始与M和M相互作用，绳子在极短的时间内被拉紧。绳子刚拉紧M能上升的最大高度是多少？
解答:这道题的整个物理过程可以分为三个阶段。第一阶段:M处于自由落体状态。第二阶段:绳子分别与物体相互作用。第三阶段:M和M分别匀速运动。三个阶段的关系是，第一阶段M的最终速度V正好是第二阶段M与绳子相互作用前的初速度。在第二阶段，M和绳子相互作用后的速度V就是第三阶段M的初速度。如图7所示。
从图7中可以看出，每个阶段本质上都是一个知识“模块”，但每个“模块”所包含的知识容量不同，每个“模块”都有自己的特点和应满足的规律。这些规则是操作规则。这三个“模块”自然连接起来，形成一个完整清晰的图像，再计算起来也不难。
人类认知的理论不仅应该解释人们如何进行复杂的思考和解决问题，还应该解释人们如何学会这样做。研究问题解决者对物理问题所建构的心智图像，目的是了解他们对物理知识的组织和加工能力。物理学习中重理解轻记忆的做法是不充分的，也是没有根据的。解题的成功在于他们高度组织化的物理知识，很多类似的问题都储存在他们的记忆中。在物理教学中，不宜让学生盲目做题，不谈习题的交流与演化，不引导学生做出正确的定性分析。那些解题成功，解题策略好的人，大多是先对问题进行定性分析，探索出解题思路后再进行定量分析。