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似是而非的物理问题 专题讲座 2003年名师课堂辅导讲座 高中部分 一关于验证机械能守恒实验 问题：在做验证机械能守恒实验中是否必需挑选第 一、第二两点间距接近 2mm 的纸带？ 实验原理：由 o-c过程中 需验证 : mgh =mv2/2 其中 h =SOC vc旧教材 = gt vc新教材 = Sbd/2 结论： 第一、第二两点 间距是否接近 2mm 不 影响验证机械能守恒实 验。 二 暂态与稳态 问题 ：一小球由 A点释放沿光滑轨道先后 通过 BC两点 ,已知两圆周轨道半径为 R。 求 小球通过 BC两点时的对轨道的压力大小 正确结论： 例：如图所示：一质量为 m的小球用两轻绳悬挂起来， 已知 oa绳与竖直方向成 角， ob绳保持水平。 若将 ob绳剪断瞬间小球的加速度大小方向如何 o a b 小球的加速度大小由 g tg 变为 g Sin 方向由水平 变为 与 oa绳垂直斜向下 正确结论： 再例 : 如图所示 :两球用绳或弹簧相连悬挂再天花板上 ,当 把上端细绳烧断 ,判断 烧断 瞬时两球的加速度 . 瞬 间 暂 态 瞬 间 稳 态 三：关于计算做功中的位移问题 问题： W=FSF， 其中 S是作用点的位移还是作用物体的位移？ f f f s 解析：求手对物体做功 ,根据动能定理 对物体 W合 = EK=0 W合 = f S+f S = 0 因 :S = 0 则： f S = 0 所以 S=0 所以：在 W=FSF中的 S应为被作用物体的对地 位移 ,而不是作用点的对地位移。 四：摩擦力做功与摩擦生热的关系 对某一单体： a 摩擦力做功不一定生热 生热摩擦力不一定做功 基本原理： Wf = f S地 Q = f S相 对物体系 Q = f S相 = fS2 - fS1 = W1 + W2 结论：因摩擦而产生的热量等于摩擦力对物体系每个 物体所做功的代数和的绝对值。 S1 S2 S 相 f f 五： U I 图象的斜率与导 体电阻值的关系 电阻定律： R=L/S 阻值定义： R = U/I 由此可见： 斜率不变的时候，阻值可能不变如 o a过程；也可能 变大如 a b过程；也可能变小如 a c过程。即：斜率 的大小并不能真正反映导体电阻值的大小 。 Ra = Ua/Ia = tg Rb = Ub/Ib = tg Rc = Uc/Ic = tg 数学意义： 电阻值 tg 斜率值 U/ tg 再如图所示的 U I 图线上 o a的过程中曲线的斜 率在不断减小，阻值也不 断减小； 而 a b的过程 中曲线的 斜率不断变大， 阻值仍在不断减小。 b c 的过程中曲线的 斜率不 断增大，阻值也不断增大 。 由此可见， 当 U-I 图线为曲线时，斜率的变化趋势 不一定与阻值的变化趋势相同，其大小也不一定相同。 综上所述： 只有在 U - I 图线为过原点的直线时，斜 率才恰好能反映阻值大小。究其原因在于导体的电阻 值定义 R= U / I 而非 U/I 。 从数学角度来说 U/I 才是 U I 图线上过某点的 切线的斜率。又如速度 时间图象 V t 图象，无论 图线为何种形状，图线上任意一点的斜率都反映该状 态下物体运动的加速度大小，其原因在于加速度的定 义为 a=V/t， 而非 V / t 。 例题： 2. 如图所示电路中，三个 完全相同 灯泡额定功率皆为 0 W ，由于温度对其电阻的影响，在不损坏灯泡的前提下，三个 灯泡消耗的总功率最大值应为： .大于 40W小于 60 W .等于 60W .大于小于 80 W .大于 小于 0 W 一标有“ 220v100w” 的白炽灯，现将其接入 110v的交流 电路中其实际功率应： (A) 等于 100w (B)等于 25w (C) 大于 25w (D)小于 25w 根据 应选 A 根据 应选 C 六：似是而非的光学问题 问题一： 发光面积问题 距水面以下 h米深处有一 发光点 s(水的折射率为 n)， 试 确定在水面外的观察者所能看 到的圆形发光面的面积。 理论上由数学知识得： R=htgC 而 sinC=1/n 得 S =R2 =h2/（ n2-1） 实际上 无论如何也看不到所谓的亮圆 。 问题二：关于透镜成像得亮度问题 在研究烛焰经凸 透镜成像的实验中， 如果用遮光纸将凸透 镜遮去的一半，人眼 观察到的像的亮度将 如何变化 ? 正确结论： 人眼直接通过透镜看像时像的亮暗程度是不 可能变暗的。如果先把像成在光屏上，人是直接观察物 体在光屏上所成的像，看到的像才会变暗 。 七：物理计算中的平均值问题 数学平均值定义 xxxyy /)( 所以主要积累方式如下： xyxxy xyxxy 22 )( )( 注意：由于 y是对 x的平均值，所以只能应用在 y 对 x的积累过程中。 例：有一矩形线圈面积为 S， 匝数为 N， 内阻为 r与阻值为 R 的定值电阻构成闭合回路当线圈绕 OO轴以角速度 匀速转 动，其由图示位置转过 1800过程中求 1：通过倒替截面的电 量。 2：外力对线圈做的功。 trRtrRIW rRtrRtIq ）（）（ 电功： 电量： / )/()/( 22 qW qW tRrW tRrW 方法四： 方法三： 方法二： 方法一： 有 有 )/( )/( 2 2 例 :在 30min时间内 20 电阻上消耗的电能为 0.14度 ,则通过电阻的平均电流强度为 A.18A B.10A C. A D.56A 14 根据 W=I2Rt只能求出电流强度的有效值为 A 14 再例： 命题 1：温度相同的同种气体的平均速度不一定相等。 命题 2：温度不相同的同种气体的平均速度有可能相等。