高中物理试题中不变量二十例

高中物理试题中不变量二十例物理习题中有很多二级结论对我们解题有很大帮助，我们在习题教学中要深挖其内涵，一些习题中在不同条件下，某些物理量是一个定值，我们要总结它的规律，体会物理学之美，开阔物理思维，但是理解这些知识要记住它的适用条件才能不机械记忆，生搬乱套公式。一．模型和结论实例一

小球从四分之一光滑圆弧轨道最高点A处静止释放，运动到最低点B，在最低点小球的向心加速度为定值，an=2g，与小球质量以及圆弧轨道的半径R无关实例二在倾角为θ的固定斜面顶端平抛一个物体，落回斜面时的速度偏角α为定值，其中与初速度无关实例三竖直面内固定一光滑圆轨道，小球在轨道内侧做圆周运动，经过最低点时对轨道的压力与经过最高点时对轨道的压力大小的差值是一个定值

m是小球的质量，这个差值与轨道半径和小球的速度无关实例四轻绳一端固定，另一端系一小球，在离固定点高h的水平面内做匀速圆周运动，小球运动的周期是一个定值

与绳长和小球的质量无关。实例五固定光滑半圆弧面，一个小球用细绳连接绕过位于圆心正上方的定滑轮，用力F拉绳使小球缓慢沿圆弧向上运动到最高点前，小球对轨道的压力不变，已知圆弧的半径为R，滑轮到圆心的高度为h，N与位置无关实例六如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上衣服处于静止状态。如果把固定点移到b，点再次平衡时，绳子的拉力不变。与竖直方向固定点b的位置无关实例七OA为一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连．当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用．B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度．现用一水平力F作用于A，使之向右缓慢地做直线运动，则在运动过程中地面的支持力不变，与位置无关。实例八两物块A、B并排放到水平面上，A质量为m,B质量为M，在水平恒力推力作用下两物体向右加速运动，AB与地面的动摩擦因数相同，A、B

之间的弹力大小为与地面粗糙程度无关，与放到斜面还是水平面无关。实例九

水平面上有一个小车，在车厢内，一个小球被一个水平绳oa和一个倾斜绳ob连接，绳的另一端固定在车的竖直后壁和顶壁，当车水平加速度增大过程，如果小球位置不变，绳OB的拉力不变，与加速度无关。实例十

如图质量均匀的球体，挖去一个直径为R的小球，一个质点在空腔内沿着半径方向下落过程，加速度不变。与在空腔的位置无关。实例十一

一个物块放在水平面上，轻质弹簧一段固定在物块上，另一端用水平力F拉弹簧，弹簧处于水平方向，此时弹簧的示数为F为定值，与物体静止、匀速还是加速都无关实例十二

半径为R的圆环竖直固定，从圆环最高点向圆上引斜面，或者从圆上向最低点引斜面，斜面光滑，小球从斜面最高点静止释放运动到底端的时间相同，与斜面位置无关。实例十三

相同材料构成的斜面，底边长度相同为x，高不同，同一小球从不同斜面顶端下滑，到达底端过程中，摩擦生热Q相同，与高度无关。实例十四

两个小球在光滑漏斗内壁做匀速圆周运动，A的半径大于B的半径，两个小球的向心加速度相同，与小球的质量和高度无关。实例十五

粒子以相同的速度垂直电场沿极板中间进入电场，从右侧离开两极板进入右侧的匀强磁场中，磁场边界与极板右侧相切，粒子再回到磁场边界时，进入磁场和离开磁场两点之间的距离d

是一个定值，与两极板之间的电压无关。实例十六

竖直平行板电压为U1，水平金属板电压为U2，水平金属板长为L，板间距为d，不同粒子从竖直金属板左端静止释放，经过小孔从水平金属板中线进入板内，所有粒子从右端离开两极板时运动轨迹相同，离开时速度与水平的夹角和竖直侧移量都相同，与粒子性质无关。实例十七

圆形匀强磁场区域半径为R，粒子垂直磁场方向且平行入射，当粒子在磁场中运动的圆周轨道半径也是R时，所有粒子出射点固定。与粒子入射的位置无关实例十八

平行板电容器，极板带电量为Q，电容为C，充电后与电源断开，两极板之间距离增大或者减小时，板间电场强度不变

与板间距无关实例十九在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，间距为L的光滑水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒PQ置于导体框上。不计导体框的电阻。PQ棒以水平向右的初速度开始运动，经过a、b与b、c的间距相等的两个过程。通过电阻的电量相