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高中物理常见隐蔽性语言的解读

2016-06-22何梦秋

课程教育研究·下 2016年5期
关键词:隐蔽性物理模型语言

何梦秋

【摘要】很多学生认为高中物理难学是因为读不懂物理习题中的隐蔽性语言,不明白这些语言背后所隐含的物理条件,更不会将隐含的条件转化为物理方程。

【关键词】隐蔽性 语言 物理模型

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)05-0240-02

很多学生反映高中物理难学,我认为其原因之一是读不懂物理习题中的隐蔽性语言,不明白这些语言背后所隐含的物理条件,更不会将隐含的条件转化为物理方程。本文将高中物理中最常见的隐蔽性语言作一归纳梳理,并对其进行解读,然后举例说明,以期对学生有所帮助。

隐蔽性语言之一:在运动追及模型中,两物体相距最近或最远,两物体刚好不相撞

解读

两物体相距最近或最远的条件是:两物体的速度相等。

两物体刚好不相撞的条件是:两物体处于同一位置且速度相等。

例1.一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg, mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长。现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:

(1)子弹击中A的瞬间A和B的速度

(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能

(3)B可获得的最大动能

提示: (2)问中当三个物体的速度相同时弹簧的弹性势能最大。

(3)问中当弹簧原长时,B的合力为零,此时其动能最大。

隐蔽性语言之二:在变速运动中,物体的速度最大。

物体的速度最大的条件是:沿速度方向的合力为零。

例2:半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m,带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如下图所示,珠子所受静电力是其重力的3/4,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,则珠子能获得的最大动能是多少?

提示: 珠子的动能最大时,它沿速度方向(切线方向)的合力为零。设此时珠子和环心的连线与竖直方向的夹角为,则有 ,从而求得。

例3 如图所示,在倾角为30°的滑斜面上,一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在固定挡板C上,另一端连接一质量为m的物体A,一轻质细绳通过定滑轮,一端系在物体A上,另一端有一细绳套,细绳与斜面平行,物体A处于静止状态.现在细绳套上轻轻挂上一个质量也为m的物体B,A将在斜面上做简谐运动。试求:

(1)物体A的最大速度值;

(2)物体B下降到最低点时,细绳对物体B的拉力值。

物体恰好能在竖直平面内做圆周运动。其意思是:物体经过圆轨道的最高点时,弹力为零,且物体所受的合力提供向心力。

例4 光滑水平面上静止一质量为m的电荷量为q的小球a,离a球不远处有一悬挂在O点的不带电小球b,小球b的质量也为m,并且球刚好与地面接触.现突然加一水平向右的匀强电场,球a在电场力的作用下向右运动,并且与球b发生正碰.碰后两球即粘在一起恰好在竖直面内做圆周运动,已知绳长为L,qE=mg;求最初a、b之间的距离。

分析:设最初a、b之间的距离为s,相碰前a的速度为v0, 相碰后的速度为v1,它们经物理最高点C的速度为v2,

两物体(将)脱离的意思是此时两物体间的弹力为零,且两物体的加速度相同,速度相同。

例6 如图所示,A和B是两个相同的带电小球,可视为质点,质量均为m,电荷量均为q。A固定在绝缘地面上,B放在它的正上方的一块绝缘板上。当手持绝缘板,使B从静止开始以恒定的加速度a(a

(1)B脱离绝缘板时的动能;

(2)B在脱离绝缘板前的运动过程中,电场力和板的支持力对B做功的代数和W;

(3)B脱离绝缘板时离A的高度x。

参考文献:

[1]. 师范教育司组织编写.《中学教师物理教育研究方法》.教育科学出版社,1999年9月.

[2]. 王 坦 张志勇主编.现代教育科研》.青岛海洋大学出版社,1998年11月

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