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一道复合场题的思考

2014-10-17张更新

理科考试研究·高中 2014年8期
关键词:丝线拉力电场

张更新

新课程高考试卷一个突出的特点是越来越重视对学生能力的考查.出题人往往设计出一些新颖的情景或物理过程,让一些平常不注重能力训练的学生无所适从,这也是导致部分考生失分的主要原因之一.但万变不离其踪,只要我们能审清题意,挖透物理情景或过程,运用类比的方法进行思考并能联系熟知的物理情景或过程,思路往往会有柳暗花明又一村,从而达到事半功倍的效果.

2010年北京四校联考物理卷中有这么一道题:

一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37.角.现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其它影响(重力加速度为g),求:

(1) 匀强电场的电场强度的大小?

(2) 求小球经过最低点时丝线的拉力?

该题属复合场问题,第一小题由受力分析很容易求出结论.但在第二个问题学生思路上容易卡壳,不知从何入手,思维上茫然无措.其实如果将该题中的电场去掉,便是学生非常熟悉的重力场问题.小球由A点静止释放,在丝线的拉力和重力的共同作用下在竖直面内做圆周运动.丝线的拉力方向总与小球的运动方向垂直,不做功,满足机械能守恒定律的条件,所以mgL(1-cosθ)=mv2/2①.

因小球做竖直面内的圆周运动,在最低点时丝线的拉力和重力的合力提供向心力,所以有:F-mg=mv2L②.

由①、②两式综合不难得出结果.但本题中除重力场外还有电场该怎么处理?认真思考分析,电场力的方向竖直向下和重力方向完全相同.不难想象由于电场力的作用,本题中相当于小球受的重力增大,分析处理过程应该和只有重力场的情形完全一样,只不过力的大小不同而已.真正理解了该题的情景,对比重力场不难列出关系式:mgL(1-cosθ)+EqL(1-cosθ)=12mv2③,endprint

新课程高考试卷一个突出的特点是越来越重视对学生能力的考查.出题人往往设计出一些新颖的情景或物理过程,让一些平常不注重能力训练的学生无所适从,这也是导致部分考生失分的主要原因之一.但万变不离其踪,只要我们能审清题意,挖透物理情景或过程,运用类比的方法进行思考并能联系熟知的物理情景或过程,思路往往会有柳暗花明又一村,从而达到事半功倍的效果.

2010年北京四校联考物理卷中有这么一道题:

一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37.角.现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其它影响(重力加速度为g),求:

(1) 匀强电场的电场强度的大小?

(2) 求小球经过最低点时丝线的拉力?

该题属复合场问题,第一小题由受力分析很容易求出结论.但在第二个问题学生思路上容易卡壳,不知从何入手,思维上茫然无措.其实如果将该题中的电场去掉,便是学生非常熟悉的重力场问题.小球由A点静止释放,在丝线的拉力和重力的共同作用下在竖直面内做圆周运动.丝线的拉力方向总与小球的运动方向垂直,不做功,满足机械能守恒定律的条件,所以mgL(1-cosθ)=mv2/2①.

因小球做竖直面内的圆周运动,在最低点时丝线的拉力和重力的合力提供向心力,所以有:F-mg=mv2L②.

由①、②两式综合不难得出结果.但本题中除重力场外还有电场该怎么处理?认真思考分析,电场力的方向竖直向下和重力方向完全相同.不难想象由于电场力的作用,本题中相当于小球受的重力增大,分析处理过程应该和只有重力场的情形完全一样,只不过力的大小不同而已.真正理解了该题的情景,对比重力场不难列出关系式:mgL(1-cosθ)+EqL(1-cosθ)=12mv2③,endprint

新课程高考试卷一个突出的特点是越来越重视对学生能力的考查.出题人往往设计出一些新颖的情景或物理过程,让一些平常不注重能力训练的学生无所适从,这也是导致部分考生失分的主要原因之一.但万变不离其踪,只要我们能审清题意,挖透物理情景或过程,运用类比的方法进行思考并能联系熟知的物理情景或过程,思路往往会有柳暗花明又一村,从而达到事半功倍的效果.

2010年北京四校联考物理卷中有这么一道题:

一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37.角.现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其它影响(重力加速度为g),求:

(1) 匀强电场的电场强度的大小?

(2) 求小球经过最低点时丝线的拉力?

该题属复合场问题,第一小题由受力分析很容易求出结论.但在第二个问题学生思路上容易卡壳,不知从何入手,思维上茫然无措.其实如果将该题中的电场去掉,便是学生非常熟悉的重力场问题.小球由A点静止释放,在丝线的拉力和重力的共同作用下在竖直面内做圆周运动.丝线的拉力方向总与小球的运动方向垂直,不做功,满足机械能守恒定律的条件,所以mgL(1-cosθ)=mv2/2①.

因小球做竖直面内的圆周运动,在最低点时丝线的拉力和重力的合力提供向心力,所以有:F-mg=mv2L②.

由①、②两式综合不难得出结果.但本题中除重力场外还有电场该怎么处理?认真思考分析,电场力的方向竖直向下和重力方向完全相同.不难想象由于电场力的作用,本题中相当于小球受的重力增大,分析处理过程应该和只有重力场的情形完全一样,只不过力的大小不同而已.真正理解了该题的情景,对比重力场不难列出关系式:mgL(1-cosθ)+EqL(1-cosθ)=12mv2③,endprint

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