解題指導：高中物理習題中的變和不變

在物理問題中包含着許多變與不變的因素，從某種意義上講，認識到變與不變就能夠找到正確解決問題的入手點。

例1：入射光線與鏡面的夾角是30度，反射光線與入射光線的夾角是;如果入射角變大，反射光線與鏡面的夾角將。

分析：反射光線、入射光線、法線在同一平面上，反射光線、入射光線分居在法線兩側，反射角等於入射角(反射定律)。法線與鏡面垂直(夾角為90度)，入射角應為60度，根據反射定律，反射角等於入射角是60度，因此反射光線與入射光線的夾角應該是120度。入射光線與鏡面夾角變大意味着入射角變小，因為反射角等於入射角，因此當入射光線與鏡面的夾角變大時，反射光線與鏡面的夾角變大。

本例中反射定律是解決問題的根據，在問題中不變的是反射角等於入射角、法線變化的是入射角。前一問提醒我們要找到入射角跟入射光線與鏡面夾角的關係;後一問則是在前一問的基礎上通過進一步分析得出的。

例2：一個放在水平面上的物體重500牛，現給它一個豎直向上的大小為300牛的拉力，此時物體受到的合力是多大?

分析：設想用300牛的豎直向上的拉力能否提起重500牛的物體?物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態時，我們説物體處於平衡狀態。處於平衡狀態的物體受到的合力大小為零。在給物體向上的拉力時，物體的運動狀態不會發生變化，它仍然保持靜止，因此它受到的合力為零(此時物體不是隻受兩個力的作用，而是在三個力的作用下保持平衡)。我們給它向上的拉力起到了什麼作用呢?靜止在水平面上的物體受到重力和水平面的支持力的作用。沒有給它向上的拉力時，物體受到的重力與支持力是一對平衡力(合力為零);當我們給它一個向上的拉力時，如果拉力小於物重，則水平面仍然會給它向上的支持力，隨着拉力的變大，支持力會逐漸變小，當拉力的大小等於物重時，水平面給物體的支持力會變為零，此時物體只受到重力和拉力的作用;當拉力的大小大於物重時，物體受到的合力不再為零，方向為豎直向上，物體會豎直向上做加速運動(運動狀態發生變化)。

本例中，不變的是重力的方向、物重的大小、拉力的方向和大小;變化的是物體對水平面的.壓力和水平面給物體的支持力。

例3：在温度為20℃的室內，把一隻放在酒精中很長時間的温度計從容器中取出，温度計的示數將。

分析：把温度計取出時，會有一些酒精仍然留在上面，這些酒精蒸發從温度計上帶走熱量，使温度計的示數下降，由於酒精很少，很快就會蒸發完，當酒精蒸發完，温度計會從周圍吸熱，故示數又會上升。因此温度計的示數應該是先下降後上升。

物理問題中的變往往與物理規律相關聯;不變往往與標準、概念相關聯。在遇到問題時明確什麼變和什麼不變。

例4：要想使幻燈機在屏幕上所成的畫面大一些，應該怎樣調節?

簡析：幻燈機是利用凸透鏡成放大、倒立、實像的原理製成的，幻燈機鏡頭相當於一個凸透鏡，且它的焦距保持不變。根據凸透鏡成像的規律，凸透鏡成實像時，像越大則像離透鏡越遠、物離透鏡越近(越靠近焦點)，即：要使像變大，則像距應變大且物距應變小。如果要使畫面大一些(結果);應該使幻燈機到屏幕的距離變大、同時使幻燈片到鏡頭的距離變小(原因)。