物理学科综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象、运用到多个物理概念和规律、难度较大的题目.它的特点就在于知识的综合与能力的综合上.
综合题的题型可以是计算、证明,又可以是选择、填空、问答,但以计算题为多,故在此着重研究综合计算题.
笔者以为,要能够正确、熟练求解物理学科综合题,首要应是对力学综合题及电学综合题的解题方法及途径要有清楚的认识和把握,事实上很多的物理综合计算题往往是力学综合题、电学综合题或力、电、热综合题的有机组合.
二、力学、电学综合题求解要领
力学的知识总的来说就是力和运动问题,因而它包含了两大方面的规律:一是物体的受力规律,二是物体的运动规律.
物体的运动是由它的受力情况和初始条件所决定的.由于力有三种作用效果:1.力的即时作用效果——使物体产生加速度(a)或形变,2.力对时间的积累效果——冲量(I);3.力对空间的积累效果——功(W).所以,加速度a,冲量I和功W就是联系力和运动的桥梁.
因而与上述三个桥梁密切相关的知识是:牛顿运动定律、动量知识(包括动量定理和动量守恒定律)、功能知识(包括动能定理和机械能守恒定律),这些知识就是解决力学问题的三大途径.
求解力学综合题的要领如下:
在认真审题、做好受力分析和运动分析的基础上,选取一个相对比较好的解题途径.而途径的选取,又该如何考虑呢?一般是可以如此抉择的:
1.题目中如果要求的是始、末状态的量,而它们又满足守恒条件,这时应优先运用守恒定律解题.
2.如问题涉及的除始、末状态外,还有力和它的作用时间,可优先选用动量定理.
3.如问题涉及的除始、末状态外,还有力和受力者的位移,可优先选用动能定理.
4.若题目要求加速度或要列出各物理量在某一时刻的关系式,则只能用牛顿第二定律进行求解.
5.若过程中的力是变力(不能用牛顿第二定律了),而且始末动量不齐(又不能用动量定理),则惟一的解题途径就是应用动能定理,此时变力的功可用“p·t”求得.
解题的路子是多种多样的,可有不同的变通和组合,也还会有别的巧妙方法,如图象解题等.只要在实践中积极思考,认真总结,是不断会有所发现和发展的.
电磁学是物理学中研究电磁现象规律的分支学科,高中阶段电磁学的内容包括静电场、恒定电流、磁场、电磁感应和电磁场等方面的知识,概括起来,一是“场”,二是“路”.所谓“场”是指研究电场、磁场和它们之间的联系以及它们对电荷的作用;所谓“路”,研究的是直流电路及交流电路有关规律.
电磁学中的“场”与“路”知识既各自独立,又相互联系,表现为“荷与场”、“场与场”间的关系,全部电磁学知识以“场”为基础,进而研究“场与路”关系.在学习中要“以场带路”、“场、路结合”.
三、物理综合题的分类
1.以设问的内容来划分,可分为“递进式”和“并进式”.
“递进式”——题目中有两个以上的小问,所问的内容依次深入,问题的难度依次增加,前后问间有密切的牵连,前一问解答的正确与否将直接影响到下一问的解答,这就是“递进式”题型.
“并进式”——题中的各个小问的解答各自独立,彼此并列,互不包含,互不影响,前一问做错了,不影响对后一问的正确解答,这就是“并进式”题型.
2.以内容的综合方式来划分,可分为“积木式”和“混合式”.
“积木式”——题目中包含着前后连贯的两个或两个以上的物理过程,各个过程都遵循本身的规律,前后过程之间又相互牵连.这就是“积木式”题型.
混合式”——题目中所描述的物理现象包含着几个同时出现的物理过程,它们交织在一起,互相联系,互相制约,互相影响.这就是“混合式”题型.
3.以知识内容来划分,则可分为力学综合,热学综合,电学综合,力学与电学综合,力学与热学综合,热学与电学综合,等等.
四、求解物理综合题的步骤
1.审题
①看懂题目的文句;
②弄清题目所描述的物理现象;
③选定研究对象,涉及到力学问题的,要对对象进行受力分析(同时作受力图);
④依次分清要研究的对象所经历的前后物理过程或状态(即力学方面的运动分析,电学方面的电路分析与场况分析等,可同时画出示意图);
⑤明确每个过程或状态所对应的物理模型,所联系的物理知识、物理量和物理规律;
⑥注意寻找出隐含条件,明确已知量和所求量;
⑦找出各个物理过程或状态之间的联系.
2.分析思考,打通解题思路
最基本的思维方法就是分析法与综合法.
分析法是“逆流而上”,从所求量出发,根据一系列的公式、定律,最终和已知量联系起来,即所求量完全可用已知量来表示(思路通了,便可着手计算).
综合法是“顺流而下”,从题目的已知量出发,根据一系列公式、定律,递推有关物理量,最终得出所求量为止.
3.统一单位,如涉及力学问题还应选定坐标系
4.根据有关公式、定律建立方程(组)
5.代入数字解方程(组)
6.检验反思
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