河北 肖德军 学习物理有窍门.doc

学习物理有窍门学好典型运动用好类比与联想肖德军（河北省永清县职教中心 065600）首物理教学中有两种普遍的做法：一种是采用题海战术。一种是一味追求难题偏题。这两种做法其结果往往都让学生苦不堪言怯而止步，极大地挫伤了学生学习物理的热情。本文从实例出发向你展示了一种学习物理的方法：学习物理不可盲从，也不要急于求成，还是要回归课本，以课本为纲，重视基础知识、基本技能的理解与掌握。只要真正弄懂、弄透、弄熟基础知识与基本技能。那么学好物理就绝非一件难事了。一、 类平抛运动平抛运动是我们熟悉的一种运动，将物体以一定的初速度沿着水平方向抛出去后物体所做的运动就是平抛运动。平抛运动的特点是：合力恒定，合力与初速度垂直，（重力为其合力）由于重力与初速度垂直，重力对水平方向不做功，因而平抛运动在水平方向做匀速直线运动，而在竖直方向，由于受到重力的作用加之于竖直方向无初速度，因而，在竖直方向向下做初速度为零的匀加速直线运动（其加速度为a=g）因此，平抛运动是水平方向匀速直线运动和竖直方向初速度为零的匀加速直线运动两运动的合成。由于做平抛运动的物体时时刻刻参与上述两种运动。因此平抛运动的速度是两个速度（水平速度和竖直速度）的和速度，而位移是两个位移（水平位移和竖直位移）的合位移。如果对平抛运动有透彻的理解并能熟练解决与之相关的问题的话，那么在理解和解决带电粒子在匀强电场中偏转问题时，将变得异常简单。例如一带正电粒子以一定的初速度垂直电场方向射入一竖直向下的匀强电场中，现分析其运动情况，由于带电粒子的合力（电场力）恒定并与其初速度垂直，其受力特点与平抛运动相似，因此，其运动情况与平抛运动也必然相似。这里的带电粒子做类似于平抛运动的类平抛运动：即水平方向做匀速直线，竖直方向向下做初速度为零的匀加速直线运动。有关平抛运动的解法对这里的类平抛运动完全适用，只不过应注意加速度不同，这里的加速度应为a=。二、 类双星在天体运动部分，我们学习了双星。双星的特点是两个天体都以它们连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，在运动过程中两星的距离保持不变。它们的轨迹是两个同心圆，由相互的万有引力提供彼此做圆周运动的向心力。双星具有相同的周期、频率、角速度、以及转速。其基本解法为以下两式：=m1()2r1=m2()2r2 （1）r1+r2=L （2）（其中m1和m2为两星质量，r1和r2为两星的轨道半径，T为两星周期，L为两星距离。）例1. 有两个带异种电荷的粒子A和B，带电量分别为5q和-q，质量分别为5m和m，两者相距L，它们之间除了相互作用的电场力之外，不受其它力的作用。若要始终保持A、B之间的距离不变，它们必须做何种运动？两粒子运动的速率各是多少？解析：两带电粒子之间为静电引力，要保持两粒子间距离不变，两粒子应作何运动呢？如果直接分析的话，这将是一个难度很大的问题。但如果对双星的知识很熟练的话，自然会联想到：这里的静电引力相当于双星中的万有引力，两带电粒子应做类似于双星的类双星运动。即两粒子都以连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，由相互的静电引力提供彼此的向心力，在运动过程中两粒子间距不变。参照双星的解法，可对两粒子的类双星运动作如下处理：设两粒子的间距为L,做匀速圆周运动的半径分别为r1和r2周期为T则有：= m1()2r1=m2()2r2 （1） r1+r2=L （2）vA=和vB= (3)由以上各式可解得： 三、 类单摆右图是我们熟悉的单摆，原来静止，现让其偏离平衡位置一个不大的角度，摆球便在竖直面内振动起来。我们再来分析一下其受力特点：摆球受两个力，拉力和重力，其中重力恒定。在平衡位置重力与绳的拉力相平衡，在其他位置重力沿绳的分力与绳的拉力的合力提供向心力。重力沿切线方向的分力提供回复力。例2在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线,线的另一端系一质量为m、带电量为+q的小球，当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动，若v0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为多少？解析：这里的带电小球受两个力的作用，即绳的拉力与电场力，其中电场力恒定。在平衡位置，绳的拉力与电场力平衡，在其他位置电场力沿绳方向的分力与绳的拉力的合力提供向心力，电场力沿切线的分力提供回复力。这里带电小球的受力特点与单摆的情况完全相似，因此，这里的带电小球做类似于单摆的类单摆运动。要求小球第一次回到平衡位置的时间，必须知道小球做类单摆运动的周期T，要求T可利用单摆的周期公式T=2来求。由于这里的电场力相当于单摆中的重力，因此，g=就相当于上式中的重力加速度g,把上式中的g代换成g就可以得到小球做类单摆运动的周期T，T=2因此，可得小球第一次回到平衡位置所需时间为：t=四、 匀速圆周运动我们先来分析匀速圆周运动的特点：由于匀速圆周运动是曲线运动，因此一定有合力，又由于匀速圆周运动的速度大小保持不变，因此合力不做功，合力应与速度垂直。又由于匀速圆周运动必须有向心力，因此合力必定指向圆心。即合力就是向心力。（否则就一定不会做匀速圆周运动）。对匀速圆周运动有深入的了解以后，我们就可以较容易地解决以下两题。例3、带电量为q质量为m的小球，用细线拴着，给小球一个水平方向的冲量，小球能在竖直平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是：A若小球为负电荷场强方向一定竖直向下，大小为B不论小球为何种电荷，这种运动不可能实现C小球运动过程中细线的拉力始终不变。D给小球的冲量增加一倍，则小球在运动过程中西线的拉力增加一倍。解析：本题的电场应为匀强电场，因而小球受到的重力和电场力都为恒力。电场力与重力的合力当然也为恒力。根据匀速园周运动合力指向圆心，合力就是向心力的特点，要保证拉力、重力、电场力的合力指向圆心的话，电场力与重力的合力必须相平衡。（因为只要电场力与重力的合力不为零的话，那么三力的合力就不会总是指向圆心）因此对于这里的小球应是重力与电场力相平衡由绳的拉力提供向心力。由电场力与重力相平衡，可得：Eq=mg所以E=因此A对，B错，线的拉力提供向心力拉力的大小不变但方向变化因此C错。给小球的冲量增加一倍，小球获得的速度增加一倍，而需要的向心力需要增加三倍因此D错。E B例3：一个带负电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动(匀强电场竖直向下，匀强磁场水平向外)，试分析其受力特点。解析：假设不考虑重力，这时只受电场力和洛伦兹力，粒子要做匀速圆周运动的话两力的合力必须指向圆心提供向心力，但两力的合力绝不会始终指向圆心。因此还得考虑重力，这时粒子受重力电场力和洛伦兹力三个力的作用，这三力的合力必须指向圆心。不难确定电场力与重力平衡由洛伦兹力提供向心力。懂得了这一