分析物理問題的基本步驟

1、分析物理問題的根本步驟【關(guān)鍵詞】物理問題;模型;過程;分析【中圖分類號】g633.7【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】b【文章編號】1001-4128202203-0142-01一個物理問題，都有一定的物理情景，涉及一定的物理過程，要想正確地解答物理問題，必須把有關(guān)的物理內(nèi)容分析清楚。一般說來，分析一個物理問題的根本步驟如下：1選取研究對象不管是力學(xué)問題、熱學(xué)問題，電學(xué)問題或其他問題，都有一個選擇和確定研究對象的問題。研究對象可以是一個物體，也可以是一個物體系兩個或多個相關(guān)聯(lián)的無論組成的系統(tǒng)。有的物理問題始終都是一個研究對象，而有的問題在不同階段應(yīng)該選取不同的研究對象?？梢哉f：研究對象選取的恰當(dāng)與否直接關(guān)系到我們

2、解決物理問題的難易程度，正確選取研究對象，能進(jìn)步解題的準(zhǔn)確性和效率。例1：一架直升飛機(jī)質(zhì)量為，懸停在空中，槳翼下風(fēng)速為v，求它的發(fā)動機(jī)的輸出功率p。該題容易出現(xiàn)的錯誤解法是：由于飛機(jī)在空中靜止，因此發(fā)動機(jī)的輸出功率為p=fv=gv錯誤的原因主要是沒有明確研究對象是誰。第一步顯然是以飛機(jī)為研究對象，對飛機(jī)進(jìn)展受力分析：受重力g和空氣對它的向上的作用力f，由于飛機(jī)懸停，g和f是一對平衡力，這一步是正確的。但下一步那么屬于亂套公式了，假設(shè)以飛機(jī)為研究對象，那么飛機(jī)的速度為零；假設(shè)以空氣為研究對象，那又是哪一部分空氣呢？正確的分析與解答過程如下：設(shè)發(fā)動機(jī)每秒鐘把質(zhì)量為的空氣從靜止加速到，發(fā)動機(jī)對這部分

3、空氣的作用力為f，由動量定理得f1=v根據(jù)動能定理，發(fā)動機(jī)對這部分空氣每秒鐘做功即功率為又根據(jù)牛頓定律及飛機(jī)處于平衡狀態(tài)知道f=g即v=g所以，發(fā)動機(jī)的輸出功率為:p=12gv2建立物理模型實際中的物理現(xiàn)象一般都很復(fù)雜，為理解決它，常常需要忽略一些次要因素，物理模型就是忽略次要因素的產(chǎn)物，如：質(zhì)點、點電荷、光滑平面、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、彈性碰撞等等，都是理想模型。對一個詳細(xì)物理問題，在確定了研究對象后，首先要考慮的就是建立怎樣的物理模型。例2：如圖示，質(zhì)量為的小車靜止在光滑的程度軌道上，長為l的細(xì)線一端固定在小車上，另一端拴一質(zhì)量也為的小球?，F(xiàn)給小球一程度初速度v，求小球能上升的最大高度

4、h為多少？3分析物理過程和狀態(tài)狀態(tài)是與某一時刻相對應(yīng)的，過程那么與某一段時間相對應(yīng)。任何一個過程，都有一個初始狀態(tài)和一個末狀態(tài)還包括無數(shù)中間狀態(tài)，對于某一確定的狀態(tài)，要用狀態(tài)參量來描繪。一個詳細(xì)的物理問題，簡單的可能只討論某一確定的狀態(tài)下各物理量間的關(guān)系，復(fù)雜的問題那么要涉及到物理過程。而對于一個變化方向和途徑都確定了的物理過程，要注意分析這個過程遵循的物理規(guī)律，可能它是一個較簡單的過程，始終按同一規(guī)律變化；也可能它是一個較復(fù)雜的過程，在不同的階段遵循不同的規(guī)律。對于一個始、末狀態(tài)確定了的物理過程，那么可能存在著不止一種的變化途徑。對一個物理問題，假設(shè)能把相應(yīng)的狀態(tài)和過程分析清楚，問題一般說來就已根本上解決了。例3：如以下圖所示，長為l的輕繩一端系于固定點，另一端系質(zhì)量為的小球，將小球從點正下方14處以一定的初速度程度向右拋出，經(jīng)一定的時間，繩被拉直，以后小球在豎直平面內(nèi)擺動，繩剛被拉直時，繩與豎直方向成60角，求：解析：此題的解決思路與上題大致一樣，研究對象仍然是小球，建立質(zhì)點模型，也是一個初、末狀態(tài)都確定的過程，但從初狀態(tài)a到末狀態(tài)的兩個階段小球共經(jīng)歷三個不同的過程。即平拋運動,從a到b；在b點小球抑制繩的拉力做功，