1 物理綜合題的特點(diǎn)

物理學(xué)科綜合題是一種含有多個(gè)物理過(guò)程、多個(gè)研究對(duì)象、運(yùn)用到多個(gè)物理概念和規(guī)律、難度較大的題目。它的特點(diǎn)就在于知識(shí)的綜合與能力的綜合上。

綜合題的題型可以是計(jì)算、證明，又可以是選擇、填空、問(wèn)答，但以計(jì)算題為多，故在此著重研究綜合計(jì)算題。

要能夠正確、熟練求解物理學(xué)科綜合題，首要應(yīng)是對(duì)力學(xué)綜合題及電學(xué)綜合題的解題方法及途徑要有清楚的認(rèn)識(shí)和把握，事實(shí)上很多的物理綜合計(jì)算題往往是力學(xué)綜合題、電學(xué)綜合題或力、電、熱綜合題的有機(jī)組合。

2 求解物理綜合題的步驟

2.1 審題

①看懂題目的文句；

②弄清題目所描述的物理現(xiàn)象；

③選定研究對(duì)象，涉及到力學(xué)問(wèn)題的，要對(duì)對(duì)象進(jìn)行受力分析（同時(shí)作受力圖）；

④依次分清要研究的對(duì)象所經(jīng)歷的前后物理過(guò)程或狀態(tài)（即力學(xué)方面的運(yùn)動(dòng)分析，電學(xué)方面的電路分析與場(chǎng)況分析等，可同時(shí)畫出示意圖）；

⑤明確每個(gè)過(guò)程或狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的物理模型，所聯(lián)系的物理知識(shí)、物理量和物理規(guī)律；

⑥注意尋找出隱含條件，明確已知量和所求量；

⑦找出各個(gè)物理過(guò)程或狀態(tài)之間的聯(lián)系。

2.2 分析思考，打通解題思路

最基本的思維方法就是分析法與綜合法。

分析法是“逆流而上”，從所求量出發(fā)，根據(jù)一系列的公式、定律，最終和已知量聯(lián)系起來(lái)，即所求量完全可用已知量來(lái)表示（思路通了，便可著手計(jì)算）。

綜合法是“順流而下”，從題目的已知量出發(fā)，根據(jù)一系列公式、定律，遞推有關(guān)物理量，最終得出所求量為止。

2.3 統(tǒng)一單位，如涉及力學(xué)問(wèn)題還應(yīng)選定坐標(biāo)系

2.4 根據(jù)有關(guān)公式、定律建立方程（組）

2.5 代入數(shù)字解方程（組）

2.6 檢驗(yàn)反思

3 物理綜合題的分類

3．1 以設(shè)問(wèn)的內(nèi)容來(lái)劃分，可分為“遞進(jìn)式”和“并進(jìn)式”。

“遞進(jìn)式”——題目中有兩個(gè)以上的小問(wèn)，所問(wèn)的內(nèi)容依次深入，問(wèn)題的難度依次增加，前后問(wèn)間有密切的牽連，前一問(wèn)解答的正確與否將直接影響到下一問(wèn)的解答，這就是“遞進(jìn)式”題型。

“并進(jìn)式”——題中的各個(gè)小問(wèn)的解答各自獨(dú)立，彼此并列，互不包含，互不影響，前一問(wèn)做錯(cuò)了，不影響對(duì)后一問(wèn)的正確解答，這就是“并進(jìn)式”題型。

3．2 以內(nèi)容的綜合方式來(lái)劃分，可分為“積木式”和“混合式”。

“積木式”——題目中包含著前后連貫的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理過(guò)程，各個(gè)過(guò)程都遵循本身的規(guī)律，前后過(guò)程之間又相互牽連．這就是“積木式”題型。

“混合式”——題目中所描述的物理現(xiàn)象包含著幾個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的物理過(guò)程，它們交織在一起，互相聯(lián)系，互相制約，互相影響。這就是“混合式”題型。

例 如圖1所示，空間存在著一個(gè)范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框abcd（下簡(jiǎn)稱方框）放在光滑的水平地面上，其外側(cè)套著一個(gè)與方框邊長(zhǎng)相同的U型金屬框架MNPQ（下簡(jiǎn)稱U型框），U型框與方框之間接觸良好且無(wú)摩擦。兩個(gè)金屬框每條邊的質(zhì)量均為m，每條邊的電阻均為r。

（1）將方框固定不動(dòng)，用力拉動(dòng)U型框使它以速度v₀垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)（如圖2所示）時(shí)，方框上的bd兩端的電勢(shì)差為多大?此時(shí)方框的熱功率為多大?

（2）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度v₀，如果U型框恰好不能與方框分離，則在這一過(guò)程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少?

（3）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度v（v>v₀），U型框最終將與方框分離。如果從U型框和方框不再接觸開(kāi)始，經(jīng)過(guò)時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s。求兩金屬框分離后的速度各多大。

分析與解 （1）U型框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，NQ邊相當(dāng)于電源，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv₀

當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)（如圖2所示）時(shí)，等效電路如圖3所示。

U型框連同方框構(gòu)成的閉合電路的總電阻為:R=3r+3r#8226;r/3r+r=15/4r

根據(jù)全電路歐姆定律可得電路的總電流為：

I=E/R=4BLv₀/15r

根據(jù)歐姆定律可知，bd兩端的電勢(shì)差為：

U_ab=IR_cd=BLv₀/5

方框中的熱功率為:P=I²R_bd=4B²L²v²₀/75r

（2）在U型框向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，U型框和方框組成的系統(tǒng)所受外力為零，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)到達(dá)圖示位置時(shí)具有共同的速度V，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

3mv₀=(3m+4m)v解得：v=3/7v₀

根據(jù)能量守恒定律，U型框和方框組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于在這一過(guò)程中兩框架上產(chǎn)生的熱量，即:

Q=1/23mv²₀-1/27mv²=6/73mv²₀

（3）設(shè)U型框和方框不再接觸時(shí)方框速度為v₁，U型框的速度為v₂，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有:

3mv=4mv₁+3mv₂

兩框架脫離以后分別以各自的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s，即(v₂-v₁)t=s。

聯(lián)立以上兩式，解得：

v₁=3/7（v-s/t）；

v₂=1/7(3v+4s/t)

說(shuō)明 本例涉及金屬線框切割磁感線的電磁感應(yīng)問(wèn)題。電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，要運(yùn)用力學(xué)和電磁學(xué)的綜合知識(shí)來(lái)解答。本例的解答便綜合運(yùn)用了閉合電路歐姆定律、歐姆定律、動(dòng)量守恒定、能量守恒定律、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、安培力計(jì)算及運(yùn)動(dòng)學(xué)等知識(shí)。