高中物理等效法

1、中学物理思维方法之中学物理思维方法之等效法及其应用等效法及其应用一、等效法的物理思想一、等效法的物理思想 等效法是科学研究中常用的思维方法之一，它等效法是科学研究中常用的思维方法之一，它是从事物的等同效果这一基本点出发的，它可以把是从事物的等同效果这一基本点出发的，它可以把复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理，其目的是通过现象、物理过程来进行研究和处理，其目的是通过转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度复杂事件简单事件等同效果比较比较简单事件 用等效法研究问题时，并非

2、指事物的各个方面效果都相同，而是强调某强调某一方面一方面的效果因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什什么条件、什么范围、什么方面等效么方面等效在中学物理中，我们通常可以把所遇到的等效分为：物理量等效、物理过程等效、物理模型等效、物理图形等效等二、等效法的注意点二、等效法的注意点三、等效思想在物理概念、规律教三、等效思想在物理概念、规律教学中的应用学中的应用2、矢量的合成与分解、矢量的合成与分解1、重心的概念、重心的概念3、平均值、电流的有效值、平均值、电流的有效值4、等效电阻、等效电路、等效电阻、等效电路5、等效场、等效场例例1:如图所示，圆轨道的半径为如图所示，圆轨道的半径为0.5m

3、，圆内存在电场强度，圆内存在电场强度E=300N/C，方向向右的匀强电场。一电荷量为，方向向右的匀强电场。一电荷量为q=+0.1C的的小球在光滑斜面上某处静止释放滚入圆轨道，并始终保持在小球在光滑斜面上某处静止释放滚入圆轨道，并始终保持在圆轨道内部运动。已知小球的质量为圆轨道内部运动。已知小球的质量为4kg，所有接触面均光，所有接触面均光滑。要使小球不脱离轨道运动，则小球在斜面上释放的高度滑。要使小球不脱离轨道运动，则小球在斜面上释放的高度h必须满足（必须满足（g=10m/s2）（A） （B） （C） （D）hEmh125. 0mh5 . 0mh25. 1mh16/23四、等效思想在物理习题中

4、的应用四、等效思想在物理习题中的应用h建模过程建模过程hEG G GGFEFAABB重力重力G重力与电场力合力重力与电场力合力F最高点最高点A等效最高点等效最高点A水平位置水平位置B等效水平位置等效水平位置B不脱离轨道应使不脱离轨道应使小球能过小球能过A点或点或过不了过不了B点点不脱离轨道应使不脱离轨道应使小球能过小球能过A点或点或过不了过不了B点点解析解析:（1）G=40N，FE=30N，所以，所以=53=53；解得：解得：221)53sin(53cosmvRRhmgEqRrvmmg2mh16/23（2）=37=37，mg(R+Rsin37mg(R+Rsin37-h)=EqRcos37-h)

5、=EqRcos37, ,解得解得h h应小于等于应小于等于0.5m;0.5m; 所以答案选所以答案选BDBD。GFhEAB四、等效思想在物理习题中的应用四、等效思想在物理习题中的应用例例2.如图如图41所示，水平面上，有两个竖直的所示，水平面上，有两个竖直的光滑墙壁光滑墙壁A和和B，相距为，相距为d，一个小球以初速度，一个小球以初速度v0从两墙之间的从两墙之间的O点斜向上抛出，与点斜向上抛出，与A和和B各发各发生一次弹性碰撞后，正好落回抛出点，求小球生一次弹性碰撞后，正好落回抛出点，求小球的抛射角的抛射角.gvvtvdsin2coscos2000202arcsin21vgd可解得抛射角 解析解

6、析：将弹性小球在两墙之间的反弹运将弹性小球在两墙之间的反弹运动，可等效为一个完整的斜抛运动（见动，可等效为一个完整的斜抛运动（见图）图）.所以可用解斜抛运动的方法求解所以可用解斜抛运动的方法求解.由题意得：由题意得：例例3如图如图3所示，把轻质导线圈用绝缘所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈中通入如图所示的方向的电流时，线圈中通入如图所示的方向的电流时，判断导电线圈如何运动。判断导电线圈如何运动。四、等效思想在物理习题中的应用四、等效思想在物理习题中的应用解析：本题中研究的是磁体对环形电流解析：本题中研究的是磁体对环形电流的作用，我们可以利用安培定则把环形的作用，我们可以利用安培定则把环形电流等效为一个小磁针，如图电流等效为一个小磁针，如图4，从而，从而把本题转换为我们所熟知的磁极与磁极把本题转换为我们所熟知的磁极与磁极之间的作用。由磁极间作用规律可推知，之间的作用。由磁极间作用规律可推知，线圈将向磁铁靠近。线圈将向磁铁靠近。四、等效思想在物理习题中的应用四、等效思想在物理习题中的应用例例4一块均匀半圆薄电阻合金片一块均匀半圆薄电阻合金片P，先按，先按图甲方式接在电极图甲方式接在电极A、B间间,