解物理綜合題的技巧

摘 要：學習物理，首先就要學會理解準確物理的相關概念和能夠清楚明白的對物理規律進行運用，然后從中選擇解答某些題目最適合的方法和思路進行解題，做到在有限的時間里面盡最大努力拿到最多的分.此篇文章將會以幾道物理的綜合題為例子對解答物理綜合題提供一些方法和技巧，以借此幫助解答物理綜合題有困難的學生.

關鍵詞：物理綜合題;解題方法;解題策略

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）34-0099-02

收稿日期：2021-09-05

作者簡介：袁智松（1985.2-），男，貴州省習水人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

一、有效運用圖像：圖像能清晰直觀的反映出物體的運動特征，過程簡單易懂.

例1 在一個淺色的足夠長的傳送帶上放上一個小煤塊，這個煤塊可以被看做質點，傳送帶與地面平行.已知傳送帶和煤塊之間的動摩擦因數用μ表示，在時間t=0的時刻，煤塊和傳送帶的速度都等于零.從此刻開始，讓傳送帶開始運動，并且保持恒定不變的加速度a0，當傳送帶的速度大小等于v0之后就讓傳送帶保持v0這個速度一直做勻速直線運動，當經過一段時間以后，這個小煤塊的黑色印記留了一段在淺色的傳送帶上面，這時煤塊相對于傳送帶靜止了，請求出黑色印記的長度是多少？

分析根據題目所給的條件可以知道：1.這道題要求的是煤塊和傳送帶之間的相對滑動的距離，煤塊和傳送帶在傳送帶開始運動以后再次達到相對靜止之前，兩者肯定發生了相對滑動;2.煤塊有速度所以相對于地面做的是勻加速直線運動，但是由于有摩擦力的影響，煤塊的加速度一定不會大于等于傳送帶的加速度;3.在傳送帶保持以速度v0做勻速運動時，相對于傳送帶，煤塊還是會保持滑動;4.當煤塊的黑色印記沒有留存在傳送帶上的時候，即煤塊和傳送帶發生相對靜止，也就是說明傳送帶的速度和煤塊的速度達到一致.

假設煤塊和傳送帶在沒有開始運動的時候的接觸的點是點Q，在經過t1時間以后，Q點從靜止開始保持加速度a0不變的勻加速到速度等于v0的時候，在經過t2時間以后，煤塊也從靜止開始保持加速度a不變的加速到v0，這時用l來表示Q點與煤塊的相對滑動的距離，那么就有：v0=a0t1，且v0=at2.

由牛頓第二定律可知，將煤塊作為研究對象，則有：a=μg，將煤塊和傳送帶的速度-時間v-t圖像表示出來，如圖1所示，根據圖像可以看出，在t=0到t=t2這段時間之內，Q點先在0～t1這段時間做勻加速運動，然后在t1～t2這段時間做勻速運動，這兩段時間的圖像分別用圖1中的OM和MN這兩段圖線表示;煤塊一直做勻加速運動的階段就用圖1中的圖線ON表示出來，傳送帶與煤塊達到一致的速度v0的時候是時間t=t2這個時刻.那么圖1里面陰影部分的面積大小就是我們需要求解的黑色印記的長度l：圖1

根據以上分析就可以列出以下式子：

l=SΔv0NO-SΔv0MO=12v0t2-12v0t1

解之得：

l=SΔv0NO-SΔv0MO=12v0v0μg-v0a0=v20a0-μg2a0μg

評析 物理學中很多物理過程都是多變的，牽扯到的規律也十分廣，如果全靠分析的話，解題就會出現思路繁多但解不出來的境地，計算量也會增加.因此我們在解答物理題目時，需要找出能映射出某些特點和規律的函數圖像例如速度—時間圖像、力—時間圖像和力—位移圖像等等，有許多分析起來十分復雜的物理過程通過圖像呈現就能變得十分清晰明了，最后再結合圖像的性質和特點求解就可以得出正確的答案.

二、合理運用補償法

例2 有一個物體A，其質量是m1，這個物體A和處于地面的物體B之間有一個輕質彈簧連接，物體B的質量用m2表示，彈簧的勁度系數用k表示，此時物體A、B都保持靜止，將一根沒有彈性的輕繩通過輕滑輪，輕繩的一側與圖2物體A相連接，將另一側連接一個輕的掛鉤，如圖2所示，最開始的時候圖中的每一段繩子都是伸直的狀態，輕繩在物體A上方的一段是保持豎直狀態的.現在要將一個物體C掛在掛鉤上，然后在物體C靜止的時候開始釋放，已知物體C的質量是m3，并且物體C剛好能讓物體B離開地面卻又不保持繼續上升.如果把物體C用另外的一個物體D替代，且物體D的質量剛好等于m1+m3，依舊保持從靜止狀態的時候從題目中的初始位置放下，那么請問這次物體B恰好離開地面時物體D的速度是多大？已知g表示重力加速度.

分析 最初的時候，物體A和物體B都是靜止不動的，假設這個時候的彈簧的壓縮量用x1表示，以物體A作為研究對象，根據平衡的相關條件可以得到：

kx1=m1g①

當輕鉤掛上物體C并且開始釋放以后，物體C就會開始向下運動，與此同時物體A開始向上運動，假設用x2表示物體B剛好要離開地面的時候所對應的彈簧的伸長量，那么以物體B作為研究對象就有以下式子：

kx2=m2g②

根據題目分析，物體B恰好離開地面但是不能再繼續上升，說明這個時候物體A和物體C都保持靜止不動了，即這兩者的速度等于0，并且此時物體C已經處于最低的位置了.

那么根據以上的分析，將①式和②式相結合就可以得出彈簧的總的形變量是多少，也就相當于求解出物體A上升的距離是：

h=m1g+m2gk③

根據題目所給出的信息，用物體D代替物體C以后，仍然保持從題目所說的位置從速度等于0開始釋放，將第一次釋放物體C和第二次釋放物體D作對比就可以知道，物體D和物體C都會讓物體B離開地面，因此經過兩次釋放彈簧的彈性勢能的增加量都相等，因為彈簧的總體的形變量是一致的，因為替代而減少的原有的物體D和物體A的總的動能的增加量就剛好與物體D里面質量是m1的這部分的重力勢能的減少量m1gh相抵消，也就有：

m1gh=122m1+m3v2④

結合③式和④式就可以得到：

v=g2m1m1+m2k2m1+m3.

評析 使用能量補償的方法解答題目，不但能快速求解出答案，并且解題過程也十分清晰明了，物理過程的分析也不會復雜難以明確，對于物理現象的理解也能更加深入，有利于提高學生思維的靈動性.在實際使用此法解答題目時，切記要認真細致的分析題目所表達的意思，再進一步判斷此題是否真的符合使用補償法的條件，一般來說同一物體得不同部分時就可以使用補償法.因為追求簡潔而生硬的使用補償法是解題的大忌.

參考文獻：

[1]曾芳.高中物理力學綜合題解題方法的分析研究[J].數理化學習，2013（03）：01.

[2]周紅霞.高中物理力學綜合題解題方法研究[J].考試周刊，2011（07）：29.

[3]魏乾.高中物理力學綜合題解題方法研究[J].甘肅教育，2012（11）：15.

[責任編輯：李 璟]