對物理過程的分析，就是將一個復(fù)雜的物理過程經(jīng)過人腦的思維整理，分解成幾個簡單的有規(guī)律的子過程，并找出幾個子過程之間的相互聯(lián)系和制約條件。

通過這種分析，應(yīng)使學(xué)生能在頭腦里形成一個生動而清晰的物理情景， 找到解決問題的簡捷辦法。對物理過程的分析，其本身也是培養(yǎng)學(xué)生思維能力、分析問題能力的有效途徑。

一、考題回顧

1．在原子核物理中，研究核子與核關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”。這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學(xué)模型類似。兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)。

在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度射向B球，如圖所示。C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個整體D。在它們繼續(xù)向左運(yùn)動的過程中，當(dāng)彈簧長度變到最短時，長度突然被鎖定，不再改變。

然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰后A、D都靜止不動，A與P接觸而不粘連。過一段時間，突然解除鎖定（鎖定及解除鎖定均無機(jī)械能損失）。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。

（1）求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度。

（2）求在A球離開擋板P之后的運(yùn)動過程中，彈簧的最大彈性勢能。

解析：

（1）設(shè)C球與B球粘結(jié)成D時，D的速度為，由動量守恒，有     ①當(dāng)彈簧壓至最短時，D與A的速度相等，設(shè)此速度為，由動量守恒，有      ②由①、②兩式得A的速度　　          ③

（2）設(shè)彈簧長度被鎖定后，貯存在彈簧中的勢能為，由能量守恒，有      ④撞擊P后，A與D的動能都為零，解除鎖定后，當(dāng)彈簧剛恢復(fù)到自然長度時，勢能全部轉(zhuǎn)變成D的動能，設(shè)D的速度為，則有      

 ⑤當(dāng)彈簧伸長時，A球離開擋板P，并獲得速度。當(dāng)A、D的速度相等時，彈簧伸至最長。設(shè)此時的速度為，由動量守恒，有        

 ⑥當(dāng)彈簧伸到最長時，其勢能最大，設(shè)此勢能為，由能量守恒，有　?、?/p>

解以上各式得      ⑧

點(diǎn)評：這是一道通過給定的物理情景考查學(xué)生理解、推理和分析綜合以及獲取知識能力的試題。題目給出了“雙電荷交換反應(yīng)”這樣一種新情景，還給出了“鎖定”及“解除鎖定”等新穎提法，讓學(xué)生有一種全新的感受。認(rèn)真分析題意，就能知道題目所給出的不過是一個過程較為復(fù)雜的力學(xué)模型，只要善于把它分解為簡單的運(yùn)動過程，運(yùn)用相關(guān)知識就可求解。

2．一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖所示。已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1，盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2?，F(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB邊。若圓盤最后未從桌面掉下，則加速度a滿足的條件是什么？（以g表示重力加速度）

解：設(shè)圓盤的質(zhì)量為m，桌長為l，在桌布從圓盤下抽出的過程中，盤的加速度為a1，有         ①桌布抽出后，盤在桌面上作勻減速運(yùn)動，以a2表示加速度的大小，有         ②設(shè)盤剛離開桌布時的速度為v1，移動的距離為x1，離開桌布后在桌面上在運(yùn)動距離x2后便停下，有            ③           ④盤沒有從桌面上掉下的條件是          ⑤設(shè)桌布從盤下抽出的時間為t，在這段時間內(nèi)桌布移動的距離為x，有             ⑥            ⑦而          ⑧由以上各式解得     ⑨

3．一傳送帶裝置示意圖如圖所示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，為畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動（忽略經(jīng)BC段時的微小滑動）。已知在一段相當(dāng)長的時間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N。這裝置由電動機(jī)帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦。

求電動機(jī)的平均輸出功率P。

【評析】本題難度0.044，區(qū)分度0.424，是全卷的最后一題，屬于難題，用于區(qū)分較高水平的考生。本題源于用傳送帶傳送貨物的實際問題，重點(diǎn)考查分析綜合能力和理解能力，題目設(shè)計的情景比較復(fù)雜，許多條件比較隱蔽（如傳送帶的速度v0等），要求考生對于物理概念和規(guī)律的認(rèn)識要比較深入，如小貨箱從A處由靜止開始達(dá)到和傳送帶相同的速度過程中，傳送帶做功使貨箱的動能增加，同時還有摩擦生熱等。

答案：以地面為參考系（下同），設(shè)傳送帶的運(yùn)動速度為v0，在水平段運(yùn)輸?shù)倪^程中，小貨箱先在滑動摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動，設(shè)這段路程為s，所用時間為t，加速度為a，則對小箱有     ①                   ②在這段時間內(nèi)，傳送帶運(yùn)動的路程為           ③ 由以上可得                                 ④用f表示小箱與傳送帶之間的滑動摩擦力，則傳送帶對小箱做功為    ⑤傳送帶克服小箱對它的摩擦力做功        ⑥兩者之差就是克服摩擦力做功發(fā)出的熱量              ⑦ 可見，在小箱加速運(yùn)動過程中，小箱獲得的動能與發(fā)熱量相等。 T時間內(nèi)，電動機(jī)輸出的功為       ⑧此功用于增加小箱的動能、勢能以及克服摩擦力發(fā)熱，即  ⑨已知相鄰兩小箱的距離為L，所以            ⑩聯(lián)立⑦⑧⑨⑩，得                   ⑾ 

二、典題例析

（一）重視對基本物理過程的分析

在高中物理中，力學(xué)部分涉及到的過程有勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、機(jī)械振動等。除了這些運(yùn)動過程外還有兩類重要的過程，一個是碰撞過程，另一個是先變加速最終勻速過程（如恒定功率汽車的啟動問題）。

電學(xué)中的變化過程主要有電容器的充電與放電等。以上的這些基本過程都是非常重要的，在平時的學(xué)習(xí)中都必須進(jìn)行認(rèn)真分析，掌握每個過程的特點(diǎn)和每個過程遵循的基本規(guī)律。

【例題1】當(dāng)物體從高空下落時，空氣阻力隨速度的增大而增大，因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的穩(wěn)態(tài)速度。已知球形物體速度不大時所受的空氣阻力正比于速度v，且正比于球半徑r，即阻力f=krv，k是比例系數(shù)。對于常溫下的空氣，比例系數(shù)k=3.4×10-4Ns/m2。已知水的密度kg/m3，重力加速度為m/s2。

求半徑r=0.10mm的球形雨滴在無風(fēng)情況下的穩(wěn)態(tài)速度。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

解題方法與技巧：

雨滴下落時受兩個力作用：重力，方向向下；空氣阻力，方向向上。當(dāng)雨滴達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度后，加速度為0，二力平衡，用m表示雨滴質(zhì)量，有mg-krv=0，，求得，v=1.2m/s。

點(diǎn)評：此題就是對典型運(yùn)動過程先變加速最終勻速的考查，在高考試題中多次出現(xiàn)。

（二）分析物理過程的要點(diǎn)

1．階段性——將題目涉及的整個過程適當(dāng)?shù)膭澐譃槿舾呻A段；2．聯(lián)系性——找出各個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的；3．規(guī)律性——明確每個階段遵循什么物理規(guī)律。

【例題2】如圖（1）所示，有兩塊大小不同的圓形薄板（厚度不計），質(zhì)量分別為M和m，半徑分別為R和r，兩板之間用一根長為0.4m的輕繩相連結(jié)。開始時，兩板水平放置并疊合在一起，靜止于高度為0.2m處。

然后自由下落到一固定支架C上，支架上有一半徑為R′（r<R′ <R）的圓孔，圓孔與兩薄板中心均在圓板中心軸線上，木板與支架發(fā)生沒有機(jī)械能損失的碰撞。碰撞后，兩板即分離，直到輕繩繃緊。在輕繩繃緊的瞬間，兩物體具有共同速度v，如圖（2）所示。

求：

（1）若M/m=K，試討論 v的方向與K值間的關(guān)系。

（2）若M=m，則v值為多大？

圖（1）                   圖（2）

解題方法與技巧：

（1）本題的研究對象顯然是M和m，它們都可以看作質(zhì)點(diǎn)，也可以合在一起看作一個質(zhì)點(diǎn)。本題可把整個過程分三個階段處理：第一階段，兩板看成一個質(zhì)點(diǎn)自由下落直到與固定支架發(fā)生碰撞。故碰撞前的速度為=2m/s第二階段，以地面為參考系，M與支架C碰撞后，M以速率返回，向上做豎直上拋運(yùn)動，m以速率向下做勻加速運(yùn)動。兩個質(zhì)點(diǎn)同時做不同的運(yùn)動，這樣的物理模型比較復(fù)雜。若改變參考系，可以選擇其他的運(yùn)動模型，從而使過程簡化。

以大圓板為參考系，則M靜止，小圓板以速率2向下做勻速直線運(yùn)動。一個靜止，一個勻速運(yùn)動，這個運(yùn)動模型簡單多了。設(shè)經(jīng)過時間t后兩板間繩繃緊，有：L=2t      ①再回到以地面為參考系的情況，    ②    ③解以上三式得m/s    m/s第三階段，繩繃緊瞬間，由于板間繩作用力遠(yuǎn)大于它們的重力，所以動量守恒，設(shè)向上為正方向，有    ④得：     ⑤

（2）M = m，即k=1，代入上式得，v=-1m/s，兩板獲得向下的共同速度。還可知道：當(dāng)k>3時，兩板獲得向上的共同速度；當(dāng)k<3時，兩板獲得向下的共同速度；當(dāng)k=3時，v=0，兩板瞬時速度為零，接著再自由下落。

（三）分析物理過程應(yīng)注意幾點(diǎn)

1．謹(jǐn)防以假亂真有些題目的物理過程含而不露，需結(jié)合已知條件，應(yīng)用有關(guān)概念和規(guī)律，進(jìn)行具體分析，而不要急于動筆列方程，以免以假的過程模型代替實際物理過程。

【例題3】如圖，在一勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn)，有一點(diǎn)電荷，并用絕緣細(xì)線與O點(diǎn)相連，原來細(xì)線剛好被水平拉直，而沒有伸長。先讓點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，時求點(diǎn)電荷經(jīng)O點(diǎn)正下方時的速率v。已知電荷的質(zhì)量m=1×10-4kg，電量q=+1.0×10-7C,細(xì)線長度L=10cm，電場強(qiáng)度E=1.73×104V/m，g=10m/s2。

解題方法與技巧：

許多同學(xué)見到此題不加思索地認(rèn)為小球從A點(diǎn)開始作圓周運(yùn)動，由動能定理列出方程，mgL+EqL=mv2/2代入數(shù)據(jù)解得v=2.3m/s.實際上本題中Eq=mg，電場力與重力的合力的方向與水平方向的夾角為30°，所以電荷從A點(diǎn)開始沿直線經(jīng)O點(diǎn)正下方B點(diǎn)處，到達(dá)C點(diǎn)后，細(xì)線方開始被拉直，如圖所示，電荷從A到B，做勻變速直線運(yùn)動，而不是從一開始就作圓周運(yùn)動，由動能定理列出方程，mgLsin30°+EqL=mv2/2，解得v=2.1m/s.

2．注意分析，挖掘“隱含”條件高考物理之所以難，不僅因為物理過程復(fù)雜多變還由于潛在條件隱蔽難尋，使人產(chǎn)生條件不足之感而陷入困境。這正是考查考生思維的深刻程度。如果不仔細(xì)分析物理過程而一閱而過，挖掘不出這些條件而失去了迅速解題的機(jī)會。

【例題4】在光滑水平面上，有一質(zhì)量m1=20kg的小車，通過一根幾乎不能深長的輕繩與另一質(zhì)量為m2=25kg的拖車相連接。一質(zhì)量為m3=15kg的物體放在拖車的平板上。物體與平板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2。開始時，拖車靜止，繩未拉緊（如圖所示），小車以v0=3m/s的速度向前運(yùn)動，

求：

（1）當(dāng)m1、m2、m3以同一速度前進(jìn)時，速度的大小。

（2）物體在拖車平板上移動的距離。

解析：

（1）在繩開始拉緊到m1、m2、m3以同一速度運(yùn)動的過程中，總動量不變，m1v0=（m1+m2+m3）v解得v=1.0m/s

（2）細(xì)繩未拉緊時，無相互作用，由于“繩幾乎不可伸長”，意為小車與拖車作用時間極短，繩中張力很大。相比之下，m2與m3之間的摩擦力可忽略不計，而且在此過程中，m3幾乎沒有移動。難點(diǎn)一旦突破，可列方程求解：m1v0=（m1+m2）v1 ………………………………………………… ①接著m3和m2因滑動摩擦力作用發(fā)生相對位移，最后以共同速度v運(yùn)動，分別對m3及m1和m2應(yīng)用動能定理：-μm3gs3=m3v2/2…………………………………………………②-μm3gs2=（m1+m2）v2/2-（m1+m2）v12/2 …………………………③由①、、②、③式可解得：Δs=s2-s3=0.33m

3．注意分析，排除干擾經(jīng)常遇到一些物理題故意多給已知條件，或解題過程中精心設(shè)置一些歧途，或安排一些似是而非的判斷，也就是利用干擾因素考查學(xué)生明辨是非的能力。這些因素的迷惑程度愈大，愈容易在解題過程中犯錯誤。選擇題就是比較典型的迷惑題。因此，如何從分析物理過程中排除這些干擾因素，得出正確結(jié)論是十分重要的。

【例題5】以10m/s速度行駛的汽車，司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方60m處有一以4m/s的速度與汽車同方向勻速行駛的自行車，司機(jī)以-0.25m/s2的加速度開始剎車，經(jīng)40s停下，停下前是否發(fā)生車禍？

錯解：在40s內(nèi)汽車前進(jìn)s1=v0t+at2/2=200m……………… ①在40s內(nèi)自行車前進(jìn)s2=vt=160m………………②因發(fā)生車禍的條件是s1> s2+60從①、②得出s1- s2=40m<60m從中得出車禍可以避免的錯誤結(jié)論。

正解：在認(rèn)真分析汽車運(yùn)動過程中不難發(fā)現(xiàn)：在汽車速度減小到4m/s之前，它們的距離不斷減小，汽車速度減小到4m/s之后，它們的距離不斷增加，所以當(dāng)汽車速度為4m/s時，兩車間的距離最小，此時看兩車是否相撞。汽車速度減小到4m/s所需的時間t =（10-4）/0.25=24s在這段時間里，汽車、自行車行駛的距離汽車：s1=v0t+at 2/2=168m自行車：s2=vt=96m由此可知：s1- s2=72m>60m所以會發(fā)生車禍。

點(diǎn)評：此題的干擾因素就是40s。如果不認(rèn)真分析物理過程，排出迷惑條件的干擾，不懂得不發(fā)生車禍的條件是v≤4m/s，而不是vt=0，必會出錯。

4．注意合理劃分物理過程該分則分，宜合則合，并將物理過程的分析與研究對象及規(guī)律的選用，加以統(tǒng)籌考慮，以求最佳思路。

【例題6】如圖所示，一個質(zhì)量為m，電量為-q的小物體，可在水平軌道x上運(yùn)動，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處在場強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正向的勻強(qiáng)磁場中，小物體以初速度v0從點(diǎn)x0沿Ox軌道運(yùn)動，運(yùn)動中受到大小不變的摩擦力f作用，且f<qE ，小物體與墻壁碰撞時不損失機(jī)械能，求它在停止前所通過的總路程？

解題方法與技巧： 

首先要認(rèn)真分析小物體的運(yùn)動過程，建立物理圖景。開始時，設(shè)物體從x0點(diǎn)，以速度v0向右運(yùn)動，它在水平方向受電場力qE和摩擦力f，方向均向左，因此物體向右做勻減速直線運(yùn)動，直到速度為零；而后，物體受向左的電場力和向右的摩擦力作用，因為qE>f，所以物體向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，直到以一定速度與墻壁碰撞，碰后物體的速度與碰前速度大小相等，方向相反，然后物體將多次的往復(fù)運(yùn)動。

但由于摩擦力總是做負(fù)功，物體機(jī)械能不斷損失，所以物體通過同一位置時的速度將不斷減小，直到最后停止運(yùn)動。物體停止時，所受合外力必定為零，因此物體只能停在O點(diǎn)。對于這樣幅度不斷減小的往復(fù)運(yùn)動，研究其全過程。電場力的功只跟始末位置有關(guān)，而跟路徑無關(guān)，所以整個過程中電場力做功    根據(jù)動能定理得：     。

點(diǎn)評：該題也可用能量守恒列式：電勢能減少了，動能減少了，內(nèi)能增加了，    ∴ 同樣解得。

5．“臨界”分析，弄清本質(zhì)一些物理過程問題，因一個或幾個物理量變化到某一特定值——臨界值，則會是物理過程發(fā)生質(zhì)的突變，因此，分析臨界值，弄清物理過程發(fā)生突變的條件，對不同本質(zhì)的物理過程選用相應(yīng)的規(guī)律，避免把形同質(zhì)異的物理過程混為一談。

【例題7】如圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑R=0.30m。質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度v0=5.5m/s的小球B與小球A正碰。已知相碰后小球A經(jīng)過半圓的最高點(diǎn)c落到軌道上距b點(diǎn)為處，重力加速度g=10m/s2，

求：

（1）碰撞結(jié)束后，小球A和B的速度的大小。

（2）試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達(dá)c點(diǎn)。

解題方法與技巧：

（1）以v1表示小球A碰后的速度，v2表示小球B碰后的速度，表示小球A在半圓最高點(diǎn)的速度，t表示小球A從離開半圓最高點(diǎn)到落在軌道上經(jīng)過的時間，則有                            ①                            ②                ③                        ④由①②③④求得        代入數(shù)值得     

（2）假定B球剛能沿著半圓軌道上升到c點(diǎn)，則在c點(diǎn)時，軌道對它的作用力等于零。以vc表示它在c點(diǎn)的速度，vb表示它在b點(diǎn)相應(yīng)的速度，由牛頓定律和機(jī)械能守恒定律，有解得           代入數(shù)值得         由，所以小球B不能達(dá)到半圓軌道的最高點(diǎn)。

6．注意畫示意圖展示物理圖景在物理分析過程中，做出通過抽象思維加工和概括出來的示意圖，可以幫助我們建立起關(guān)于事物及其變化的生動的物理情景，便于我們從整體上把握問題，可使物理情景直觀化，物理量之間的關(guān)系更明顯，達(dá)到成功解題的目的。

【例題8】在光滑的水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體。當(dāng)恒力乙作用時間與恒力甲作用時間相同時，物體恰好回到原處，此時物體的動能為32J。則在整個過程中，恒力甲做功等于多少J？恒力乙做功等于多少J？

解析：這是一道較好的力學(xué)綜合題，涉及運(yùn)動、力、功能關(guān)系的問題。粗看物理情景并不復(fù)雜，但題意直接給的條件不多，只能深挖題中隱含的條件。下圖表達(dá)出了整個物理過程。

解題方法與技巧：

物體在相同的時間內(nèi)都作勻變速運(yùn)動，則有s=v1t/2 -s=（v1＋（-v-2））t/2由上面兩式得  v-2=2 v-1 。根據(jù)動能定理，W1= F1s=mv12/2,   W2= F2s= mv22/2－mv12/2解得W1=8J   W2= 24J點(diǎn)評：養(yǎng)成正確畫示意圖的習(xí)慣。解物理題，能畫圖的盡量畫，畫圖能幫助我們理解題意，分析過程，探索過程中各物理量的變化。從受力圖、電路圖到光路圖，幾乎無一物理問題不用圖來加強(qiáng)認(rèn)識聯(lián)系的，而畫圖又迫使你審查問題的各個細(xì)節(jié)以及細(xì)節(jié)之間的關(guān)系。