4、
例3、在足夠大的真空空間中，存在水平向右方向的勻強電場，若用絕緣細線將質(zhì)量為m的帶正電小球懸掛在電場中，靜止時細線與豎直方向夾角θ=37。現(xiàn)將該小球從電場中的某點豎直向上拋出，拋出的初速度大小為v0，如圖所示。求：
⑴小球在電場內(nèi)運動過程中最小速率。
⑵小球從拋出至達到最小速率的過程中，電場力對小球的功。
（sin37=0.6，cos=37=0.8）
解：小球懸掛在電場中，靜止時細線與
豎直方向夾角θ=37
qE=mgtgθ=3mg/4
解: 小球在電場內(nèi)受力如圖示,小球做斜拋運動 ,
將初速度沿如圖
5、示坐標軸分解:當運動到B點時,(速度與合力垂直)合力做的負功最多,速度最小,設(shè)為vB
由運動的分解得vB = v0 sinθ=0.6v0 所以,運動過程中最小速率為0.6v0
⑵要求電場力對小球的功,將運動按水平和豎直方向分解如圖示:
mg
qE
F合
A
m
v0
B
y
x
電場力做的功等于水平方向動能的增加
W電=1/2mvBX2
=1/2 m(3 v0 /5 cosθ)2
= 72mv02/625
A
m
v0
mg
qE
F合
B
x
y
6、
例4、在光滑的水平面上,有一豎直向下的勻強磁場，分布在寬度為L 的區(qū)域內(nèi), 現(xiàn)有一邊長為d (d＜L ＝的正方形閉合線框以垂直于磁場邊界的初速度v0滑過磁場，則線框在滑進磁場時的速度是多少?
解:設(shè)線框即將進入磁場時的速度為v0,全部進入磁場時的速度為vt
將線框進入的過程分成很多小段,每一段的運動可以看成是 速度為vi 的勻速運動, 對每一小段，由動量定理:
f1Δt=B2 L2 v0Δt /R = mv0 – mv1 （1） f2Δt=B2 L2 v1Δt /R = mv1 – mv2 （2）
f3Δt=B2
7、 L2 v2Δt /R = mv2 – mv3 （3）
f4Δt=B2 L2 v3Δt /R = mv3 – mv4 （4）
…… ……
fnΔt=B2 L2 vn-1Δt /R = mvn-1 – mvt （n）
v0Δt+ v1Δt + v2Δt + v3Δt +……+ vn-1Δt + vnΔt =d
v0
d
L
將各式相加，得B2 L2 d /R = mv0 – mvt
練習(xí)
05年蘇錫常鎮(zhèn)二模9、
F
B
A
Q
O
P
E
1：如圖所示，光滑絕緣、互相垂直的固定墻壁PO、OQ豎立在光滑
8、水平絕緣地面上，地面上方有一平行地面的勻強電場E，場強方向水平向左且垂直于墻壁PO，質(zhì)量相同且?guī)N正電荷的A、B兩小球（可視為質(zhì)點）放置在光滑水平絕緣地面上，當A球在平行于墻壁PO的水平推力F作用下，A、B兩小球均緊靠墻壁而處于靜止狀態(tài)，這時兩球之間的距離為L。若使小球A在水平推力F的作用下沿墻壁PO向著O點移動一小段距離后，小球A與B重新處于靜止狀態(tài)，則與原來比較（兩小球所帶電量保持不變） （ BC ）
F
B
A
Q
O
P
E
A. A球?qū)球作用的靜電力增大
B. A球?qū)球作用的靜電力減小
C. 墻壁PO對A球的彈力不變
9、
D. 兩球之間的距離減小，力F增大
04年天津市質(zhì)量檢測、
2：如圖示，斜劈形物體的質(zhì)量為M，放在水平地面上，質(zhì)量為m 的粗糙物塊以某一初速沿劈的斜面向上滑，至速度為零后又返回，而M始終保持靜止，m 上、下滑動的整個過程中，正確的有 （ BC ）
A. 地面對 M的摩擦力方向先向左后向右
B. 地面對 M的摩擦力方向沒有改變
C. 地面對 M的支持力總小于(M+m)g
D. m上、下滑動時的加速度大小相同
M
m
θ
3、如圖示，有一方向水平向右的勻強電場。一個質(zhì)量為m、帶電荷
10、量為+q的小球以初速度v0從a點豎直向上射入電場中。小球通過電場中b點時速度大小為2v0，方向與電場方向一致。則a、b兩點的電勢差為（
）
A、 mv02/2q B、 3mv02/q
C、 3mv02/2q D、 2mv02/q
解: 由運動的合成: 豎直方向做豎直上拋運動;
h=v02/2g t=v0/g 水平方向做勻加速運動 a=qE/m
x=4v02/2a=2m v02／qE UAB=Ex= 2m v02／q
11、
又解: 水平方向動能的增加等于電場力做的功
2v0
a
v0
E
b
qUab =1/2 m4v02 ∴ Uab =2 mv02 /q
計算題
4、如圖所示，一質(zhì)量為m=10g、帶電量0.01C的帶正電小球在相互垂直的勻強電場和勻強磁場的空間中做勻速直線運動，其水平分速度為v1=6 m/s，豎直分速度為v2 ．已知磁感應(yīng)強度B=1T，方向垂直紙面向里，電場在圖中未畫出．電場力的功率的大小為0.3W．
求:(1)v2的數(shù)值；(2)電場強度的大小和方向．
解：洛倫茲力在任何情況下對電荷均不做功，電場力的功率與
12、重力的功率大小相等，
PG=P電=mgv2=0.3W v2=3m/s
由受力分析如圖示：f1= qv1B=0.06N f2=qv2B=0.03N
由平衡條件得 qE=0.05N θ=53
0.03N
qE
0.04N
θ
E=5V/m 方向跟水平成53角斜向上
v2
v1
+
f2
f1
qE
mg
θ
5：上海03年高考、如圖所示， OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌， O、C 處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示）， R1 =4Ω、R2=8 Ω，（導(dǎo)軌其它
13、部分電阻不計），導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程 y=2 sin(π/3 x) （單位：m),磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的 速率v=5.0 m/s 水平向右在導(dǎo)軌上從O點滑動到C點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻，求：
（1）外力F 的最大值，
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時電阻
絲R1上消耗的的最大功率
（3）在滑動過程中通過金屬棒
y
R2
R1
C
O
A
x
B
v
的電流I與時間t 的關(guān)系。
解：（1） 金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv
14、
畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：I =E/R總
F外=F安=BIL = B2L2 v/ R總 Lm=2sinπ/2=2 m
R總 = R1 R2 /（ R1 + R2 ）=8/3 Ω
∴F max = B2Lm2 v/ R總 = 0.2222 5.0 3/ 8=0.3N
（2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2v2/ R1 = 0.2222 5.02 / 4=1W
3）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間
15、變化
b
a
E
R1
R2
4Ω
8Ω
L= 2 sin(π/3 x) ( m) E=BLv
∴I=E/ R總 =Bv/ R總 2 sin(π/3 vt )
=3/4 sin(5πt / 3 ) (安)
mg
qv2B
6：如圖所示，PR是一塊長為L=4米的絕緣平板固定在水平地面上，整個空間有一個平行于PR的勻強電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強磁場B，一個質(zhì)量為m=0.1千克、帶電量為q=0.5庫侖的物體，從板的P端由靜止開始在電場力
16、和摩擦力的作用下向右做勻加速運動，進入磁場后恰能做勻速運動。當物體碰到板R端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做勻減速運動停在C點，PC=L/4，物體與平板間的動摩擦因素為μ=0.4。求：B
R
P
C
v2
D
a
⑴判斷物體帶電性質(zhì)，正電還是負電荷？
⑵物體與擋板碰撞前后的速度v1和v2；
⑶磁感強度B的大?。?
⑷電場強度E的大小和方向 。
解：返回時,R→D無電場力,能作勻速運動,表明無摩擦力
qv2B向上,物體帶正電.受力如圖a 示 qv2B=mg ⑴
D → C ,無磁場力, -μmg0.2
17、5L=1/2mv22 ⑵
P →D ,加速,E向右 (qE – μmg)L/2 =1/2mv12 ⑶
D →R ，受力如圖b 示
qE= μ(mg+ qv1B) ⑷
解⑴⑵⑶⑷得
qv1B=2N qv2B=1N qE=1.2N
v1=5.66m/s
v2=2.83m/s B=0.71T E=2.4V/m 方向向右
mg
qv1B
qE
μN
N
E
B
R
P
C
v1
D
b
八類物理學(xué)習(xí)方法
一、觀察的幾種方
18、法
1、順序觀察法：按一定的順序進行觀察。
2、特征觀察法：根據(jù)現(xiàn)象的特征進行觀察。
3、對比觀察法：對前后幾次實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)的觀察進行比較。
4、全面觀察法：對現(xiàn)象進行全面的觀察，了解觀察對象的全貌。
二、過程的分析方法
1、化解過程層次：一般說來，復(fù)雜的物理過程都是由若干個簡單的“子過程”構(gòu)成的。因此，分析物理過程的最基本方法，就是把復(fù)雜的問題層次化，把它化解為多個相互關(guān)聯(lián)的“子過程”來研究。
2、探明中間狀態(tài)：有時階段的劃分并非易事，還必需探明決定物理現(xiàn)象從量變到質(zhì)變的中間狀態(tài)（或過程）正確分析物理過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3、理順制約關(guān)系：有些綜合題所述物理現(xiàn)象的
19、發(fā)生、發(fā)展和變化過程，是諸多因素互相依存，互相制約的“綜合效應(yīng)”。要正確分析，就要全方位、多角度的進行觀察和分析，從內(nèi)在聯(lián)系上把握規(guī)律、理順關(guān)系，尋求解決方法。
4、區(qū)分變化條件：物理現(xiàn)象都是在一定條件下發(fā)生發(fā)展的。條件變化了，物理過程也會隨之而發(fā)生變化。在分析問題時，要特別注意區(qū)分由于條件變化而引起的物理過程的變化，避免把形同質(zhì)異的問題混為一談。
三、因果分析法
1、分清因果地位：物理學(xué)中有許多物理量是通過比值來定義的。如R=U/R、E=F/q等。在這種定義方法中，物理量之間并非都互為比例關(guān)系的。但學(xué)生在運用物理公式處理物理習(xí)題和問題時，常常不理解公式中物理量本身意義，分不清哪些
20、量之間有因果聯(lián)系，哪些量之間沒有因果聯(lián)系。 2、注意因果對應(yīng)：任何結(jié)果由一定的原因引起，一定的原因產(chǎn)生一定的結(jié)果。因果常是一一對應(yīng)的，不能混淆。
3、循因?qū)Ч?，?zhí)果索因：在物理習(xí)題的訓(xùn)練中，從不同的方向用不同的思維方式去進行因果分析，有利于發(fā)展多向性思維。
四、原型啟發(fā)法
原型啟發(fā)就是通過與假設(shè)的事物具有相似性的東西，來啟發(fā)人們解決新問題的途徑。能夠起到啟發(fā)作用的事物叫做原型。原型可來源于生活、生產(chǎn)和實驗。如魚的體型是創(chuàng)造船體的原型。原型啟發(fā)能否實現(xiàn)取決于頭腦中是否存在原型，原型又與頭腦中的表象儲備有關(guān)，增加原型主要有以下三種途徑：1、注意觀察生活中的各種現(xiàn)象，并爭取
21、用學(xué)到的知識予以初步解釋；2、通過課外書、電視、科教電影的觀看來得到；3、要重視實驗。
五、概括法
概括是一種由個別到一般的認識方法。它的基本特點是從同類的個別對象中發(fā)現(xiàn)它們的共同性，由特定的、較小范圍的認識擴展到更普遍性的，較大范圍的認識。從心理學(xué)的角度來說，概括有兩種不同的形式：一種是高級形式的、科學(xué)的概括，這種概括的結(jié)果得到的往往是概念，這種概括稱為概念概括；另一種是初級形式的、經(jīng)驗的概括，又叫相似特征的概括。
相似特征概括是根據(jù)事物的外部特征對不同事物進行比較，舍棄它們不相同的特征，而對它們共同的特征加以概括，這是知覺表象階段的概括，結(jié)果往往是感性的，是初級的。要轉(zhuǎn)化為高級
22、形式的概括，必須要在經(jīng)驗概括的基礎(chǔ)上，對各種事物和現(xiàn)象作深入的分析、綜合，從中抽象出事物和現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，舍棄非本質(zhì)的屬性。
六、歸納法
歸納方法是經(jīng)典物理研究及其理論建構(gòu)中的一種重要方法。它要解決的主要任務(wù)是：第一由因?qū)Ч驁?zhí)果索因，理解事物和現(xiàn)象的因果聯(lián)系，為認識物理規(guī)律作輔墊。第二透過現(xiàn)象抓本質(zhì)，將一定的物理事實（現(xiàn)象、過程）歸入某個范疇，并找到支配的規(guī)律性。完成這一歸納任務(wù)的方法是：在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，通過審慎地考察各種事例，并運用比較、分析、綜合、抽象、概括以及探究因果關(guān)系等一系列邏輯方法，推出一般性猜想或假說，然后再運用演繹對其進行修正和補充，直至最后得到物理學(xué)的普遍性結(jié)
23、論。比較法返回
比較的方法，是物理學(xué)研究中一種常用的思維方法，也是我們經(jīng)常運用的一種最基本的方法。這種方法的實質(zhì)，就是辯析物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律的同中之異，異中之同，以把握其本質(zhì)屬性。
七、類比法
類比是由一種物理現(xiàn)象，想象到另一種物理現(xiàn)象，并對兩種物理現(xiàn)象進行比較，由已知物理現(xiàn)象的規(guī)律去推出另一種物理現(xiàn)象的規(guī)律，或解決另一種物理現(xiàn)象中的問題的思維方法，類比不但可以在物理知識系統(tǒng)內(nèi)部進行，還可以將許多物理知識與其他知識如數(shù)學(xué)知識、化學(xué)知識、哲學(xué)知識、生活常識等進行類比，常能起到點化疑難、開拓思路的作用。
八、假設(shè)推理法
假設(shè)推理法是一種科學(xué)的思維方法，這就要求我們針對研究對象，根據(jù)物理過程，靈活運用規(guī)律，大膽假設(shè)，突破思維方法上的局限性，使問題化繁為簡，化難為易。主要有下面幾方面內(nèi)容：
1、物理過程假設(shè)
2、物理線路假設(shè)
3、推理過程假設(shè)
4、臨界狀態(tài)假設(shè)
5、矢量方向假設(shè)。
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2013高考物理大考點巔峰訓(xùn)練：例題精析-專題20 物理解題方法
