1、物理思想方法回放(三)一、转换法巧解运动、受力问题有些物理问题，由于运动过程复杂或难以进行受力分析，造成解答困难此种情况应根据运动的相对性或牛顿第三定律转换参考系或研究对象，即所谓的转换法应用此法，可使问题化难为易、化繁为简，使解答过程一目了然例 1 某人在河中划船逆流航行，经过 A 地时草帽落入水中，半小时后他才发觉，此时船已行至 B 点，于是立即调转船头追赶，在 A 点下游 5.4 km 处的 C 点追上，该船相对静水的速率 v1 不变，求水流速度 v2.解析 该题如果取地面为参考系，速度要进行矢量合成，且往返时速度方向相反，运动过程复杂，极易造成思维混乱而出错这时我们不妨做虚拟推理，把流
2、动的水看做是静止的，并取水为参考系，则船相对于水和水中的草帽将以速度v1先背离运动半小时后，立即返回时也只需半小时，所以从草帽落水到追上草帽共历时 1 小时这样的情景转换，一下就使混浊问题变得清晰明了了即水流速度为：v2xt5.41033 600 m/s1.5 m/s.答案 1.5 m/s 例2 我国的“神舟”六号飞船于2005年10月12日上午9时在酒泉航天发射场由“长征”2号F型运载火箭成功发射升空，若“长征”2号F型运载火箭和飞船起飞时的总质量为1.0105 kg，火箭推力为3.0106 N，运载火箭发射塔高160 m(g取10 m/s2)求：这段时间内飞船中质量为65 kg的宇航员对坐
3、椅的压力为多大？解析 以运载火箭和飞船整体为研究对象，它们所受的合力F合FG，根据牛顿第二定律，起飞时的加速度为aF合MFMgM3.01061.0105101.0105 m/s220 m/s2.再以宇航员为研究对象，设宇航员质量为m，这段时间内他受到的坐椅支持力为FN，所受合力为F1合，由牛顿第二定律：F1合FNmgma得FNmgma65(1020)N1.95103 N根据牛顿第三定律，坐椅受到的压力为1.95103 N.答案 1.95103 N 二、程序法巧解多过程问题所谓程序法，是按时间的先后顺序对题目给出的物理过程进行分析，正确划分出不同的过程，对每一过程，具体分析出其速度、位移、时间的
4、关系，然后利用各过程的具体特点列方程解题利用程序法解题，关键是正确选择研究对象和物理过程，还要注意两点：一是注意速度关系，即第1个过程的末速度是第二个过程的初速度；二是位移关系，即各段位移之和等于总位移例3 跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面224 m水平飞行时，运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动运动一段时间后，立即打开降落伞，展开伞后运动员以12.5 m/s2的加速度匀减速下降为了运动员的安全，要求运动员落地的速度最大不得超过5 m/s.(g取10 m/s2)问：(1)运动员展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？(2)运动员在空中的最短时间为多少？解析(1)设
5、运动员展开伞时，离地面高度为h，此时落地速度恰好为vt5 m/s，自由下落结束时运动员速度为v，则有：v22g(Hh)由速度位移公式有：v2v 2t 2ah将H224 m，a12.5 m/s2，代入式解得h99 m.因运动员着地速度为5 m/s，故相当于自由落体运动的高度为H0v 2t2g 1.25 m.(2)由题意知在第(1)问的情况下，运动员在空中运动时间最短，自由下落时间t1 2Hh/g5 s.展开伞后运动的时间t2vvta 2gHhvta3.6 s.故运动员在空中运动的最短时间为tt1t28.6 s.答案(1)99 m 1.25 m(2)8.6 s 例4 如图1所示，小型工件P以速率v
6、1在光滑水平工作台上滑行，水平传送带AB段长为L，以速率v2运行工件P从A处滑上传送带，与传送带间的动摩擦因数为，在到达B点之前已经与传送带保持相对静止讨论工件P在传送带上由A运动到B所用的时间图1 解析(1)当v1v2时，工件在传送带上做匀速直线运动，故tLv1Lv2(2)当v1v2时，工件先减速后匀速减速过程：ag，方向与工件运动方向相反t1 v1v2g，x1v 21 v 222g；匀速过程t2Lx1v2故tt1t2Lv2v1v222gv2.答案 见解析三、极端法巧解选择题有些物理问题，由于物理现象涉及的因素较多，过程变化复杂，同学们往往难以洞察其变化规律并做出迅速判断但如果把问题推到极端
7、状态下或特殊状态下进行分析，问题会立刻变得明朗直观，这种解题方法我们称之为极限思维法，也称为极端法运用极限思维思想解决物理问题，关键是考虑将问题推向什么极端，即应选择好变量，所选择的变量要在变化过程中存在极值或临界值，然后从极端状态出发分析问题的变化规律，从而解决问题有些问题直接计算时可能非常繁琐，若取一个符合物理规律的特殊值代入，会快速准确而灵活地做出判断，这种方法尤其适用于选择题如果选择题各选项具有可参考性或相互排斥性，运用极端法更容易选出正确答案，这更加突出了极端法的优势加强这方面的训练，有利于同学们发散性思维和创造性思维的培养例5 如图2所示，在长直木板上表面右端放有一铁块，现使木板右
8、端由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面间的夹角变大)，保持左端不动，则木板在转动过程中铁块受到的摩擦力将()A先减小后增大B先增大后减小C一直增大D一直减小图2 解析 分析两个特殊情况：当0时，铁块没有运动趋势，则其所受摩擦力为0；当90时，铁块受到的支持力为零，则其所受的摩擦力也为零，但中间过程中铁块受到的摩擦力不为零，因此铁块受到的摩擦力经历了一个先增大再减小的过程正确选项为B.B例6 如图3所示，质量为M的气球载有质量为m的沙袋，以加速度a上升，当将体积可忽略的沙袋抛出后，气球上升的加速度将变为()A.mMaB.mM(ga)C.mM(ga)aD(mM1)(ga)图3 解析 假定抛出的沙袋质量m为零，代入四个选项之中，得到的加速度应该为a，而满足这一情况的只有C选项C返回