浅谈高考中常见动态分析问题的解题策略

福建南安市华侨中学   林少平  

本论文发表在《课程教学研究》（2017年第34期）

高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置。对动态分析问题的考査，有利于区别学生能力的高低，所以动态分析问题的考査成为了近几年高考的热点。本文就高中物理常见的动态分析问题进行归纳，望对老师今后的教学起到抛砖引玉的效果！

一、力学中共点力动态分析问题

（一）解析法：将力进行正交分解，在垂直的两个方向上列平衡方程。由方程分析力与夹角的关系，然后判断各力大小、方向的变化趋势。

例题：粗糙水平面上放一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直挡板间放有一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现将挡板水平向右缓慢平移，A始终保持静止。则在B着地前的过程中(　　)

A．挡板对B的弹力减小       B．地面对A的摩擦力增大

C．A对B的弹力减小         D．地面对A的弹力增大

分析：小球B受重力mg、支持力N₁和挡板对B的支持力N₂，设N₁与竖直方向的夹角为θ，有：N₁＝，N₂＝mgtan θ；对A、B整体受力分析，受重力(M＋m)g、地面支持力N、挡板对其向左的支持力N₂和地面对其向右的静摩擦力f，则有f＝N₂，N＝(M＋m)g，故f＝mgtan θ；向右移动的过程中，角θ不断变大，故f变大，N不变，N₁变大，N₂变大。故B正确。

（二）图解法

1、条件：物体受三个力作用，（1）第一个力大小、方向都不变化；（2）第二个力方向不变化；（3）第三个力大小、方向均变化；

2、过程

3、例题：如图，a、b、c三根轻细绳悬挂两个质量相同的球A、B保持静止，细绳a是水平的，现对球B施加一个水平向右的力F，将球B缓缓拉到图中虚线位置，球A保持不动，这时三根细绳张力F_a、F_b、F_c的变化情况是(　　)

A．都变大                  B．都不变

C．F_b不变，F_a、F_c变大       D．F_a、F_b不变，F_c变大

分析：以B为研究对象，将重力分解，可看出当将B缓缓拉到图中虚线位置的过程中，细绳c与竖直方向夹角变大，细绳c的拉力大小对应图中1、2、3三个位置大小，即F_c逐渐变大，F逐渐变大；再以A、B整体为研究对象，细绳b与水平方向夹角为α，球的质量为m，则竖直方向有F_bsin α＝2mg，得F_b＝，不变，水平方向：F_a＝F_bcos α＋F，F_bcos α不变，而F逐渐变大，故F_a逐渐变大。故C正确。

（三）相似三角形法：如果其中一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力的三角形与几何三角形相似的方法求解。

二、电学中平行板电容器的动态分析

1．平行板电容器动态变化的两种情况

(1)电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变。

(2)充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变。

2．平行板电容器动态问题的分析思路

3．例题1.平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器(2016·全国乙卷)(　　 )

A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大    B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大

C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变    D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变

分析：由C＝，将云母介质移出后，电容C变小。由于电压不变，据Q＝CU知，极板上的电荷量变小。由E＝，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确。

例题2．平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，E_p表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(2016·天津高考)(　　)

A．θ增大，E增大          B．θ增大，E_p不变

C．θ减小，E_p增大          D．θ减小，E不变

分析：由题意可知Q不变，当间距d减小，则电容C变大，由U＝可知U变小，静电计指针的偏角θ减小。又E＝＝＝，Q、S不变，则E不变。因为E不变，点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在P点的电势能E_p不变，故选项D正确。

三、电学中闭合电路的动态分析

1．程序法：程序法的基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联电路的规律判断R_总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I_总和U_外的变化情况，然后由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化，再由串、并联电路的规律确定相应支路两端的电压如何变化，以及通过相应支路的电流如何变化。

2．结论法(串反并同)：用“串反并同”规律分析问题时，能使解题过程更简捷，但在运用时应注意：

(1)电路中哪一部分电阻发生了怎样的变化。

(2)需要分析的部分与发生变化的部分是怎样的串、并联关系。

3、例题1：电源的电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑动片P向左移动的过程中，三盏规格相同的灯L₁、L₂、L₃的亮度变化情况是(　　)

A．灯L₂变亮，灯L₁、L₃变暗    B．灯L₁变亮，灯L₂、L₃变暗

C．灯L₁、L₂变亮，灯L₃变暗     D．灯L₂、L₃变亮，灯L₁变暗

分析：滑动变阻器与灯L₃并联后与灯L₂串联，再与灯L₁并联。灯L₁的电压等于路端电压，将变阻器的滑片P向左移动的过程中，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I增大，路端电压U减小，则灯L₁变暗，流过灯L₂电流I₂＝I－I₁，I增大，I₁减小，则I₂增大，灯L₂变亮。灯L₃的电压U₃＝U－U₂，U减小，U₂增大，U₃减小，L₃灯变暗，故A正确。

例题2．电源电动势为E，内阻不计。滑动变阻器阻值为R＝50 Ω，定值电阻R₁＝30 Ω，R₂＝20 Ω，三只电流表是理想电流表。滑动变阻器的滑动触头P从a向b移动过程中，下列说法正确的是(　　)

A．电流表A的示数先增大后减小

B．电流表A₁的示数先增大后减小

C．电流表A₂的示数逐渐增大

D．滑动触头P移到b端时电流表A的示数最大

分析：当满足R₁＋R_aP＝R₂＋R_bP时，外电路的电阻最大，则滑动变阻器的滑动触头P从a向b移动过程中，电路的总电阻先增大后减小，电流先减小后增大，电流表A的示数先减小后增大，选项A错误；电源的内阻不计，电流表A₁的示数I₁＝，随着R_aP的增加，电流表A₁示数减小，选项B错误；电流表A₂的示数I₂＝，随着R_bP的减小，电流表A₂示数逐渐增大，选项C正确；由数学知识可知，当滑动触头P移到b端时电路的总电阻最小，此时电流表A的示数最大，选项D正确。