最新高中物理思维方法讲座.课件PPT 93页

高中物理思维方法讲座.\n数学方法在物理解题中的应用物理模型在物理解题中的应用等效思想在物理解题中的应用对称思想在物理解题中的应用守恒思想在物理解题中的应用\n数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法.为物理学的数量分析和计算提供有力工具.中学物理教学大纲对学生应用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求.●数学方法在物理解题中的应用\n\n\n\n【例1】一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度驶来，从后边赶过汽车，试求：（1）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间相距最远？此时距离是多少？（2）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？\n2.比例法比例计算法可以避开与解题无关的量，直接列出已知和未知的比例式进行计算，使解题过程大为简化.应用比例法解物理题，要讨论物理公式中变量之间的比例关系，清楚公式的物理意义，每个量在公式中的作用，所要讨论的比例关系是否成立.\n(1)比例条件是否满足：物理过程中的变量往往有多个.讨论某两个量比例关系时要注意只有其他量为常量时才能成比例.(2)比例是否符合物理意义：不能仅从数学关系来看物理公式中各量的比例关系，要注意每个物理量的意义(例：不能据R＝U/I认定为电阻与电压成正比).\n(3)比例是否存在：讨论某公式中两个量的比例关系时，要注意其他量是否能认为是不变量，如果该条件不成立，比例也不能成立.(串联电路中，不能根据Ｐ＝U2/R，就得出P与R成反比的结论，因为R变化的同时，U随之变化而并非常量)\n【例2】如图所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止.现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是()\nA.N变大，T变小B.N变小，T变大C.N变小，T先变小后变大D.N不变，T变小\n3.数列法凡涉及数列求解的物理问题具有多过程、重复性的共同特点，但每一个重复过程均不是原来情形的“绝对重复”，也就是说重复中有变化，随着物理过程的重复，某些物理量逐步发生着“前后有联系的变化”.该类问题求解的基本思路为：\n（1）逐个分析开始的几个物理过程；（2）利用归纳法从中找出物理量的变化通项公式(是解题的关键)，最后分析整个物理过程，应用数列特点和规律解决物理问题；（3）无穷数列的求和，一般是无穷递减等比数列，有相应的公式可用.\n【例3】一弹性小球自h0=5m高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度减小到碰前的7/9，不计每次碰撞时间，计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程和时间.【分析】考生若不能通过对开始的几个重复的物理过程的正确分析，归纳出位移和时间变化的通项公式，将导致无法对数列求和，得出答案.\n【解答】小球第一次落地时速度为v0v0＝=10m/s则：第二…第n＋１次落地速度分别为：v1＝v0，v2＝（）2v0，…，vn＝（）nv0小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为h0=5m，小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的路程是：L１＝２×＝１０×（）2\n小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过的路程为L２，L２＝２×＝１０×（）2由数学归纳法可知，小球第n次到第n＋１次与地相碰经过的路程为Ln：Ln＝１０×（）2n故整个过程总路程s为：ｓ＝ｈ+（L１＋L２＋…＋Ln）＝５＋10［（）2＋（）4＋…＋（）2n］\n可以看出括号内的和为无穷等比数列的和.由等比无穷递减数列公式Sn＝得：ｓ＝20.3m小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间：t０＝＝１ｓ小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的时间为：t１＝２×＝２×ｓ同理可得：tn＝２×（）nｓt＝t０＋t１＋t２＋…＋tn=８ｓ.\n4.几何法（圆的知识）应用与圆有关的几何知识在力学部分和电学部分均有应用，尤其带电粒子在匀强磁场中做圆周运动应用最多，其难点往往在圆心与半径的确定上。\n(1)依据切线的性质定理确定：从已给的圆弧上找两条不平行的切线和对应的切点，过切点做切线的垂线，两条垂线的交点为圆心，圆心与切点的连线为半径.(2)依据垂径定理(垂直于弦的直径平分该弦，并平分弦所对的弧)和相交弦定理(如果弦与直径垂直相交，那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项)来确定半径：\n由BE２＝CE×ED＝CE×（2R－CE）得也可用勾股定理得到：ＯB２＝（ＯC－CE）２＋EB２R2＝（R－CE）２＋ＥB２得此两种求半径的方法，常用于带电粒子在匀强磁场中运动的习题中.\n【例4】如图离子枪射出方向为长度d的平行金属板MN和PQ之间的中线，离子枪距金属板水平距离为d，整个装置处在磁感应强度为B的方向向里的匀强磁场之中，初速为零的负离子经过电势差为U的电场加速后，从离子枪T中水平射入磁场.(不考虑重力)求：离子荷质比（ｑ、m分别是离子的电量与质量）在什么范围内，离子才能打在金属板上?\n答案：≤≤\n理想化模型就是为便于对实际物理问题进行研究而建立的高度抽象的理想客体.高考命题以能力立意，而能力立意又常以问题立意为切入点，千变万化的物理命题都是根据一定的物理模型，结合某些物理关系，给出一定的条件，提出需要求的物理量的.而我们解题的过程，就是将题目隐含的物理模型还原并求出结果的过程.●物理模型在物理解题中的应用\n（1）通过审题，摄取题目信息.如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.（2）弄清题目所给信息中什么是主要因素.\n（3）寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景“难题”转化为常规命题.（4）选择相关的物理规律求解.\n【例5】如图所示,在光滑的水平面上静止着两小车A和B，在A车上固定着强磁铁，总质量为5kg,B车上固定着一个闭合的螺线管.B车的总质量为10kg.现给B车一个水平向左的100N·s瞬间冲量，若两车在运动过程中不发生直接碰撞，则相互作用过程中产生的热能是多少？\n【分析】以动量守恒定律、能的转化守恒定律、楞次定律等知识点为依托，考查分析、推理能力，等效类比、模型转换的知识迁移能力.通过类比等效的思维方法将该碰撞等效为子弹击木块（未穿出）物理模型，是切入的关键，也是考生思路受阻的障碍点.由于感应电流产生的磁场总是阻碍导体和磁场间相对运动，A、B两车之间就产生排斥力，以A、B两车为研究对象，\n它们所受合外力为零.动量守恒，当A、B车速度相等时，两车相互作用结束，据以上分析可得：I=mBvB=(mA+mB)v,v=6.7m/s从B车运动到两车相对静止过程，系统减少的机械能转化成电能，电能通过电阻发热，转化为焦耳热.据能量转化与守恒：Q=mBvB2－(mA+mB)v2=166.7J\n【例6】在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图所示为这种电磁泵的结构.将导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为a·h，磁场的宽度为L，磁感应强度为B，液体穿过磁场区域的电流强度为I求驱动力造成的压强差为多少？\n【分析】考生惯于已知物理模型的传统命题的求解，在此无法通过原型启发，将液体类比为磁场中导体，建立起熟知的物理模型，无法使问题切入.此题背景是电磁泵问题，它的原理是，当电流流过液体时，液体即为载流导体，在磁场中将受到安培力作用，力的方向由左手定则判定，所以液体将沿v的方向流动.液体通电后可视为导体，从电磁场的原理图中可抽象出如图所示的模型，既通电导体在磁场中受力模型.以载流导体为\n研究对象，根据安培力公式，载流导体受到的安培力（即液体受力）为：F=BIh由压强公式，且S=a·hp=\n等效法亦称“等效替代法”，是科学研究中常用的思维方法之一.掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，至关重要。高考命题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段，经常体现于高考命题中.●等效思想在物理解题中的应用\n等效方法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法.\n运用等效方法处理问题的一般步骤为：（1）分析原事物（需研究求解的物理问题）的本质特性和非本质特性.（2）寻找适当的替代物（熟悉的事物），以保留原事物的本质特性，抛弃非本质特性.（3）研究替代物的特性及规律.（4）将替代物的规律迁移到原事物中去.（5）利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论.\n【例7】（物理过程的等效）如图所示，已知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T，盒的半径R=60cm，两盒间隙d=1.0cm，盒间电压U=2.0×104V，今将α粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度垂直B的方向射入，求粒子在加速器内运行的总时间.\n考生对α粒子运动过程缺乏分解和总体把握，不能运用等效办法求解在电场中加速的时间，陷入逐段分析求和的泥潭，导致困难。在间隙处电场中运动时间为tE，因每次时间不等（且次数又多，分段算将十分繁琐），可将各段间隙等效“衔接”起来，展开成一准直线，则粒子在电场中运动就可视作初速度为零的匀加速直线运动。\n【例8】（物理模型的变换等效）如图所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知，定值电阻R0已知，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源在什么条件下输出功率最大？甲乙\n考查综合分析能力及运用已学知识灵活解决物理问题的能力。考生往往借助常规思路，据闭合电路欧姆定律及直流电路特点，写出R的功率表达式，讨论求解，繁杂易错，思维缺乏灵活性.本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将电路隔离成左、右两部分，左边部分可以看作一个新的电源.\n对（甲）图电路来说，新电源的电动势为E′=E，而内电阻r′=r+R0.简化成了由等效电源（E′,r′）与电阻R连成的最简单电路.由电源的输出功率（即外电路上R获得的电功率）与外电阻R的关系求解。\n【例9】如图所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为R的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电场力与重力相等，小球在环顶端A点由静止释放，当小球运动的圆心角为多大时，所受磁场力最大？\n1.领会物理情景，选取研究对象.在仔细审题的基础上，通过题目的条件、背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态.●对称思想在物理解题中的应用\n2.透析研究对象的属性、运动特点及规律.3.寻找研究对象的对称性特点.在已有经验的基础上通过直觉思维，或借助对称原理的启发进行联想类比，来分析挖掘研究对象在某些属性上的对称性特点.这是解题的关键环节.4.利用对称性特点，依物理规律求解.\n【例10】（时间对称）一人在离地H高度处，以相同的速率v0同时抛出两小球A和B，A被竖直上抛，B被竖直下抛，两球落地时间差为Δt，求速率v0.【分析】考生陷于对两运动过程的分析，试图寻找两过程中速度、时间的关联关系求解，而不能从宏观总体上据竖直上抛时间的对称性上切入.\n【解答】对于A的运动，当其上抛后再落回抛出点时，由于速度对称，向下的速度仍为v0，所以A球在抛出点以下的运动和B球完全相同，落地时间亦相同，因此，Δt就是A球在抛出点以上的运动时间，根据时间对称，可以求解。\n【例11】（镜物对称）如图所示，设有两面垂直于地面的光滑墙A和B，两墙水平距离为1.0m，从距地面高19.6m处的一点C以初速度为5.0m/s，沿水平方向投出一小球，设球与墙的碰撞为弹性碰撞，求小球落地点距墙A的水平距离.球落地前与墙壁碰撞了几次？（忽略空气阻力）\n【分析】考生有可能陷于逐段分析求解的泥潭，而不能依对称性将整个过程等效为一个平抛的过程，依水平位移切入求解.【解答】如图，设小球与墙壁碰撞前的速度为v，因为是弹性碰撞，所以在水平方向上的原速率弹回，即v⊥′=v⊥；又墙壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，即v‖′=v‖，\n从而小球与墙壁碰撞前后的速度v和v′关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁时小球继续前进的轨迹关于墙壁对称，以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比作平面镜，把小球的运动转换为统一的平抛运动处理，\n\n在物理变化的过程中，常存在着某些不变的关系或不变的量，在讨论一个物理变化过程时，对其中的各个量或量的变化关系进行分析，寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量，则成为研究这一变化的过程的中心和关键.这就是物理学中最常用到的一种思维方法——守恒法.●守恒思想在物理解题中的应用\n人们在认识客观世界的过程中积累了大量经验，总结出许多守恒定律.建立在守恒定律之下的具体的解题方法——守恒法可分为：动量守恒法，能量转化与守恒法，机械能守恒法，电荷守恒法及质量守恒法等.动量守恒和能量守恒定律是物理学中普遍适用的定律，是物理教材的知识主干，也是历年高考各种题型正面考查或侧面渗透的重点，且常见于高考压轴题中。\n利用守恒定律（包括机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质量守恒）分析解决物理问题的基本思路一般为：1.明确研究系统及过程.2.分析相互作用的物体在该过程中所受力情况及做功情况.判定系统的机械能或动量是否守恒.\n3.确定其初、末态相对应的物理量.4.正确选择守恒表达式，列出守恒方程，求解.◆在利用机械能守恒时，要选取零势面.◆在利用动量守恒定律时，要注意“矢量性”“同时性”“统一性”.\n【例12】已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u,He核的质量为3.0150u.（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程.（2）计算上述核反应中释放的核能.（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？\n【例13】如图所示，金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平部分导轨上原来放有一金属杆b.已知杆的质量为ma，且与b杆的质量比为ma∶mb=3∶４，水平导轨足够长，不计摩擦，求：\n（1）a和b的最终速度分别是多大？（2）整个过程中回路释放的电能是多少？（3）若已知a、b杆的电阻之比Ra∶Rb=3∶4，其余电阻不计，整个过程中a、b上产生的热量分别是多少？\n【解答】\n由①②解得va=vb=\n\n谢谢！\n气胸------怀化市中医院外科全娅莉2011.9.7\n提纲一、定义二、病理生理三、临床表现四、辅助检查五、处理原则六、护理评估七、常见护理诊断/问题八、护理目标九、护理措施十、健康教育\n一、定义定义：当气体进入胸膜腔造成积气状态时，称为气胸。男>女病因和分类：根据气胸的性质，一般分为闭合性气胸、开放性气胸和张力性气胸三类。\n一、病因和分类闭合性气胸，多并发于肋骨骨折，由于肋骨断端刺破肺，空气进入胸膜腔所致。开放性气胸，多并发于因刀刃、锐器、弹片或火器等导致的胸部穿透伤。胸膜腔通过胸壁伤口与外界大气相通，外界空气可随呼吸自由出入胸膜腔。张力性气胸，主要原因是较大的肺泡破裂、较深较大的肺裂伤或支气管破裂。\n二、病理生理\n二、病理生理11、闭合性气胸，空气通过胸壁或肺的伤道进入胸膜腔后，伤道立即闭合，气体不再进入胸膜腔，胸腔内负压被抵消，但胸膜腔内压低于大气压，使患侧肺部分萎陷、有效气体交换面积减少，影响肺的通气和换气功能。\n二、病理生理-续2、开放性气胸，患侧胸膜腔与大气直接相通后负压消失，胸膜腔内压几乎等于大气压，伤侧肺被压缩而萎陷致呼吸功能障碍；若双侧胸膜腔内压力不平衡，患侧显著高于健侧时可致纵隔向健移位，使健侧肺受压、扩张受限。\n二、病理生理-续3、张力性气胸，胸壁裂口与胸膜腔相通，且形成活瓣，气体随每次吸气时从裂口进入胸腔，而呼气时活瓣关闭，气体只能入不能出，致使胸膜腔内积气不断增多，压力不断升高，导致胸膜腔压力高于大气压，又称高压性气胸。\n三、临床表现\n三、临床表现－闭合性气胸闭合性气胸1、症状：胸闷、胸痛、气促和呼吸困难，其程度随胸膜积气量和肺萎陷程度而不同。肺萎陷在30%以下者有小量气胸，病人可无明显呼吸和循环功能紊乱的症状；肺萎陷在30%~50%者为中度气胸；肺萎陷在50%以上者为大量气胸。后两者均可出现明显的低氧血症的症状。2、体征：可见气管向健侧移位，患侧胸部饱满，叩诊呈鼓音，听诊呼吸音减弱甚至消失。\n三、临床表现－开放性气胸开放性气胸1、症状：表现为气促、明显呼吸困难、鼻翼扇动、口唇发绀，重者伴有休克症状。2、体征：可见患侧胸壁的伤道，呼吸时可闻及空气进出胸腔伤口的吸吮样音；胸部和颈部皮下可触及捻发音，患侧胸部叩诊呈鼓音，听诊呼吸音减弱甚至消失；心脏向健侧移位。\n三、临床表现－张力性气胸张力性气胸1、症状：病人表现为严重或极度呼吸困难、发绀、烦躁、意识障碍、大汉淋漓、昏迷、休克，甚至窒息。2、体征：气管明显向健侧偏移，颈静脉怒张，患侧胸部饱满，肋间隙增宽，呼吸幅度减低，皮下气肿明显；叩诊呈鼓音；听诊呼吸音消失。\n四、辅助检查\n四、辅助检查1－影像学检查影像学检查，主要为胸部X线检查。1、闭合性气胸：显示不同程度的肺萎陷和胸膜腔积气，有时可伴少量胸腔积液。2、开放性气胸：显示患侧肺萎陷、胸腔大量积气，气管和心脏等纵隔内器官向健侧显示移位。3、张力性气胸：显示胸腔严重积气、肺完全萎陷，气管和心脏向健侧偏移。\n四、辅助检查2－诊断性穿刺诊断性穿刺胸腔穿刺既能明确有无气胸的存在，又能抽出气体减轻胸膜腔内压，缓解症状。张力性气胸者有高压气体向外冲出、外推针筒芯，抽气后减缓但很快又加剧，如此反复。\n五、处理原则\n五、处理原则以抢救生命为首要原则。处理包括封闭胸壁开放性伤口，通过胸膜腔闭式引流排除胸腔内积气和防治感染。1、胸膜腔闭式引流。目的：a、引流胸腔内积气、积血和积液；b、重建负压，保持纵隔的正常位置；c、促进肺膨胀。A、适应证：外伤性或者自发性气胸、血胸、脓胸或心胸外科手术后引流。B、置管和置管位置：通常在手术室置管，紧急情况下可在急诊室或病人床旁进行。\n五、处理原则－置管位置可根据体征和胸部X线检查结果决定置管位置：1、积气：由于积气多向上凝聚，宜在前胸膜腔上部引流，因此通常选锁骨中线第2肋间置管此流；2、低位积液：一般于腋中线和腋后线间第6~8肋间插管此流。3、脓胸：常选择脓液积聚的最低位置置管。\n五、处理原则－引流的装置目前临床广泛应用的是各种一次性使用的胸膜腔引流装置。单瓶水封闭式引流：集液瓶(水封瓶)的橡胶瓶塞上有两个孔，分别插入长、短玻璃管。瓶中盛有无菌生理盐水约500ml，长玻璃管的下口插至液面下3~4cm，短玻璃管下口则远离液面，使瓶内空气与外界大气相通。使用时，将长玻璃管上的橡皮管与病人的胸膜腔引流管相连接，接通后即可见长管内水柱升高，高出液平面8~10cm，并随着病人呼吸上下移动，若不动，则提示引流管道不通畅，有阻塞。\n五、处理原则－不同类型气胸的处理闭合性气胸1、小量气胸者的积气一般可在1~2周内自行吸收，无需处理。2、中量或大量气胸者，可先行胸腔穿刺抽尽积气减轻肺萎陷，必要时进行胸腔闭式引流术，排出积气，促使肺尽早膨胀。3、应用抗菌药防治感染。\n五、处理原则－不同类型气胸的处理开放性气胸1、紧急封闭伤口；2、行胸膜腔穿刺抽气减压，暂时解除呼吸困难。3、清创、缝合胸壁伤口，并作胸膜腔闭式引流。4、预防和处理并发症：吸氧，补充血容量，纠正休克，应用抗菌药预防感染。\n五、处理原则－不同类型气胸的处理张力性气胸1、迅速排气减压；2、胸膜腔闭式此流；3、应用抗菌药防治感染。\n六、护理评估\n六、护理评估－术前评估1、健康史和相关因素a、一般情况；b、受伤史；c、有无胸部手术史、服药史和过敏史等。2、身体状况a、局部；b、全身；c、辅助检查。3、心理和社会支持状况\n六、护理评估－术后评估1、术中情况；2、生命体征；3、心理状态与认知程度\n七、常见护理诊断/问题\n七、常见护理诊断/问题1、气体交换受损：与疼痛、胸部损伤、胸廓活动受限或肺萎陷有关。2、疼痛：与组织损伤有关。3、潜在并发症：肺或胸腔感染。\n八、护理目标\n八、护理目标1、病人能维持正常的呼吸功能，呼吸平稳；2、病人疼痛能得到缓解或控制，自述疼痛减轻；3、病人病情变化能够被及时发现和处理，未发生肺或者胸腔感染。\n九、护理措施\n九、护理措施1、维持有效气体交换2、减轻疼痛与不适3、预防肺部和胸腔感染4、作好胸膜腔闭式引流的护理a、保持管道密闭；b、严格无菌技术操作，防止逆行感染；c、保持此流畅通；d、观察和记录；e、拔管\n十、健康教育\n十、健康教育1、急救知识2、出院指导