力学知识在匀强电场中的应用
2012-04-29于滢伟
成才之路 2012年6期
关键词:方向
于滢伟
高中物理力学是主干知识,也是高中物理的基础,学生上到高二时会觉得物理很难学,主要是电磁学部分,究其本质是难在力电综合,关键还是力学基础。
以下是我从一道简单的物理电学题入手,层层深入,逐渐演变,充分训练力电综合知识的应用。这样不仅有助于学生系统的掌握知识,还能培养学生的变式思维能力和灵活应用知识解决综合题的能力,使学生建立物理模型,将知识灵活迁移。
例题:一个质量为m的小球,所带电荷量为+q,用一长为L的轻细线悬吊于o点,外加一水平向右的匀强电场使小球处于静止状态,此时细线偏离竖直方向的夹角为a,不计一切阻力。求:所加匀强电场的场强E为多大?
小球受重力mg、细线的拉力F和水平方向的电场力Eq。由于小球处于平衡状态,则有mgtana=Eq,E=mgtana/q。这道题是力学中的平衡问题。
变式一:求所加匀强电场的最小值和方向。
这是力学中求作用力最小值的方法,要求的作用力与未知大小的力垂直,大小为已知力乘以夹角的正弦值。
这道题小球所受电场力的最小值为Eq=mgsina,电场强度的最小值为E=mgsina/q ,匀强电场的方向与细线的拉力F垂直,与水平方向的夹角为a斜向上。
变式二:若匀强电场场强方向仍水平向右,(a小于450)将小球向右拉到使细线水平,由静止释放小球。求:小球运动到最低点时对细线的拉力?
这是一道应用动能定理和圆周运动的知识的综合题。首先判断小球能否过最低点,由于当初平衡时a小于450,所以小球能过最低点而且过最低点的速度不为零。……
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