“几何圆”在解决物理问题策略中的应用
2012-01-23费云霞
物理通报 2012年7期
费云霞
(湖州市南浔中学 浙江 湖州 313009)
在高三物理复习教学中,教师除了对高中物理内容做知识点的罗列和总结外,更注重培养学生的学习方法、思维能力,使学生在解决物理问题中掌握一定的策略,以习题中用到“圆”的思想为背景,谈谈对这一类问题的处理.
“ 圆”是平面几何中的重要图形,它有一些重要的特点可以帮助我们解决物理问题.在教学中, 教师应有意识地指导学生学会利用几何图形, 尤其是用“圆”处理问题, 从而提高学生运用几何知识解决物理问题的能力.
1 用“等时圆”解决物体下滑时间问题
在动力学问题中,常常会碰到讨论物体沿斜面下滑的时间问题,这个时间即跟斜面的倾斜程度有关,又跟斜面的长度有关,当这两者的关系可以用画圆来表示时,那么用圆的有关特点去解决问题就要方便很多.
【例1】如图1(a)所示,某轴承厂有一条滚珠传送带,传送带与水平面间的夹角为θ,上方A处有一滚珠送料口,欲使滚珠从送料口沿无摩擦的斜槽最快地送到传送带上,应采取的方法是
A.沿AB所在的竖直方向安放斜槽
B.过A点向传送带做垂线,得垂足C,就沿AC方向安放斜槽
C.应在AB和AC之间的某一适当位置安放斜槽
D.上述三种方法,滚珠滑到传送带上所用的时间相同

图1
解析:以AB为直径作圆,该圆必过C点,如图1(b)所示从A点随意取一条弦滑下,弦与竖直方向夹角为α,则
(1)
(2)
(3)
由三式联立可知,从A点沿不同光滑弦滑至圆周上各点的时间与从AB自由落体滑下……
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