物理学习方法指导课件

物理学习方法指导物理学习方法指导2013.10这一讲只讲两个问题这一讲只讲两个问题（一）深刻理解物理概念和规律（一）深刻理解物理概念和规律（二）解答物理问题的一般步骤（二）解答物理问题的一般步骤针对陈述性知识而言针对陈述性知识而言针对程序性知识而言针对程序性知识而言（一）深刻理解物理概念和规律（一）深刻理解物理概念和规律物理概念和规律一般有三种表述形式物理概念和规律一般有三种表述形式语言文字的表述语言文字的表述数学公式的表述数学公式的表述图象图形的表述图象图形的表述一般情况是一种直观描述物理规律的辅助手段一般情况是一种直观描述物理规律的辅助手段很多情况它是一种初级、定性描述物理概念和很多情况它是一种初级、定性描述物理概念和物理规律的方法物理规律的方法数学公式是用简洁、精确的数学语言定量地描数学公式是用简洁、精确的数学语言定量地描述物理概念和物理规律的方法！述物理概念和物理规律的方法！例例1、力的概念、力的概念什么是力？什么是力？力是物体间的相互作用，力是物体间的相互作用，力是物体运动状态改变的原因。力是物体运动状态改变的原因。这样的两句话可以说是牛顿关于力的定义。这样的两句话可以说是牛顿关于力的定义。科学的力的概念科学的力的概念是由牛顿三个定律定义的是由牛顿三个定律定义的定律定律 I 和定律和定律 II 定义了力是改变物体运动状定义了力是改变物体运动状态的原因态的原因 F=ma定律定律 III 定义了力是物体间的相互作用定义了力是物体间的相互作用 F=-F概括起来，概括起来，“力是一种能使物体的运动状态力是一种能使物体的运动状态发生改变的物体间的相互作用发生改变的物体间的相互作用”力也是使物体发生形变的原因力也是使物体发生形变的原因！但牛顿在定义力的时候并没有加上这句话。但牛顿在定义力的时候并没有加上这句话。力的单位牛顿由它规定力的单位牛顿由它规定例、例、“一个力的效果如果跟那两个力的作用一个力的效果如果跟那两个力的作用效果相同，则这个力就是那两个力的合力效果相同，则这个力就是那两个力的合力”，这里的，这里的“效果效果”指的是什么？指的是什么？A、只指改变运动状态的效果、只指改变运动状态的效果B、只指使物体发生形变的效果、只指使物体发生形变的效果C、同时指上面两种效果、同时指上面两种效果D、不是指上面两种效果中的任何一种、不是指上面两种效果中的任何一种正确答案是正确答案是A！很多人错选！很多人错选C。教材中有一个例子：两个小孩共同提一桶水教材中有一个例子：两个小孩共同提一桶水与一个大人提一桶水。与一个大人提一桶水。什么效果相同？什么效果相同？都跟水桶的重力平衡。都跟水桶的重力平衡。而形变的效果不同。而形变的效果不同。做这个实验仔细观察一下，或者画图分析一下都可。做这个实验仔细观察一下，或者画图分析一下都可。做这个实验仔细观察一下，或者画图分析一下都可。做这个实验仔细观察一下，或者画图分析一下都可。课堂实验课堂实验“验证共点力的合成验证共点力的合成”很多人不明确研究对象是谁？是橡皮筋很多人不明确研究对象是谁？是橡皮筋还是拴橡皮筋的结点？还是拴橡皮筋的结点？若是橡皮筋若是橡皮筋,橡皮筋被拉长是谁作用的结果？只橡皮筋被拉长是谁作用的结果？只有弹簧秤的拉力，它能伸长吗？有弹簧秤的拉力，它能伸长吗？若是结点若是结点,用两个弹簧秤拉与用一个弹簧秤拉用两个弹簧秤拉与用一个弹簧秤拉,结点各受几个力？两次什么效果相同？结点各受几个力？两次什么效果相同？两次都保持静止，即运动状态都不改变，两次都保持静止，即运动状态都不改变，而两次结点的形变是不相同的！而两次结点的形变是不相同的！O例例2、质量是物体惯性大小的量度、质量是物体惯性大小的量度从字面上看，这句话说的是从字面上看，这句话说的是“物体质量大小反物体质量大小反映了物体惯性的大小映了物体惯性的大小”进一步问：进一步问：“什么叫惯性大？什么叫惯性小？什么叫惯性大？什么叫惯性小？”惯性的大小反映物体运动状态改变的难易程度惯性的大小反映物体运动状态改变的难易程度它由牛顿第二定律定义它由牛顿第二定律定义例、下面关于甲乙两个不同的物体惯性大小的例、下面关于甲乙两个不同的物体惯性大小的说法中正确的是说法中正确的是只有在物体运动状态改变时，惯性的大小才表只有在物体运动状态改变时，惯性的大小才表现出来！现出来！A.用同样大小的水平拉力使两物体都在同一水用同样大小的水平拉力使两物体都在同一水平面上作匀速运动平面上作匀速运动,速度大的物体惯性较小速度大的物体惯性较小B.用不同的水平拉力使两物体都在同一水平面用不同的水平拉力使两物体都在同一水平面上作匀速运动且速度大相等上作匀速运动且速度大相等,拉力较大的物体拉力较大的物体惯性较大惯性较大C.两物体原都处于静止两物体原都处于静止,在相同大小的外力作用在相同大小的外力作用下开始运动下开始运动,相同时间内速度增加得较大的物相同时间内速度增加得较大的物体惯性较小体惯性较小D.两物体原都作匀速运动且速度大相等两物体原都作匀速运动且速度大相等,使它们使它们在相同的时间内都停下来在相同的时间内都停下来,需要作用力较大的需要作用力较大的物体惯性较大物体惯性较大例例3、功的概念、功的概念功的概念有两个：功的概念有两个：狭义的功即机械功：狭义的功即机械功：W=Fl cos广义的功是指广义的功是指“功是能量转化的量度功是能量转化的量度”(如电如电流的功）流的功）今天只讲机械功今天只讲机械功公式是最简练、准确的数学语言，理解概念公式是最简练、准确的数学语言，理解概念就从公式中的每一个字母入手。就从公式中的每一个字母入手。W=Fl cos F 功是力做的（说物体做功，实际上是功是力做的（说物体做功，实际上是指某个力做功）指某个力做功）l 受力物体（质点）的位移受力物体（质点）的位移 力和位移（矢量）间的夹角力和位移（矢量）间的夹角 功的数值与参考系有关（凡不提参考系的，功的数值与参考系有关（凡不提参考系的，都以地面为参考系）都以地面为参考系）功是标量，没有方向但有正负功是标量，没有方向但有正负“功的正负是表示能量传递方向功的正负是表示能量传递方向”对吗？对吗？要从动能定理说起：要从动能定理说起：例、小物块位于光滑的斜面上，斜面位例、小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，如图所示。于光滑的水平地面上，如图所示。从地面上看，在小物块沿斜面下滑的从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力过程中，斜面对小物块的作用力(A)垂直于接触面，做功为零垂直于接触面，做功为零(B)垂直于接触面，做功不为零垂直于接触面，做功不为零(C)不垂直于接触面，做功为零不垂直于接触面，做功为零 (D)不垂直于接触面，做功不为零不垂直于接触面，做功不为零 AB继续讨论有关功的问题继续讨论有关功的问题 变力功的求法：分段求（每一小段可以看变力功的求法：分段求（每一小段可以看作恒力）作恒力）特殊情况可以用力乘以路程（如滑动摩擦力做特殊情况可以用力乘以路程（如滑动摩擦力做的功、揺辘轳把的力做的功）的功、揺辘轳把的力做的功）一对作用力与反作用力的功有怎样的关系一对作用力与反作用力的功有怎样的关系？相互作用的两个质点间有相对运动时，作用力相互作用的两个质点间有相对运动时，作用力与反作用力的功一般不相等。与反作用力的功一般不相等。二者均与参考系的选取有关，但二者的代数和二者均与参考系的选取有关，但二者的代数和则与参考系的选取无关。则与参考系的选取无关。它反映了系统的动能与其他形式能间的转化量。它反映了系统的动能与其他形式能间的转化量。摩擦力的功与摩擦生热量的区别就在此。摩擦力的功与摩擦生热量的区别就在此。W摩擦力摩擦力=f l对地对地 Q摩擦生热摩擦生热=f l相对相对摩擦生热量是一对相互作用的滑动摩擦力共摩擦生热量是一对相互作用的滑动摩擦力共同做功的结果同做功的结果FPQO例、如图所示，重球例、如图所示，重球 P用细线悬吊在用细线悬吊在 O点，点，开始时线保持竖直方向。用外力推动斜面开始时线保持竖直方向。用外力推动斜面体体 Q 沿水平面匀速运动，直到细线与斜沿水平面匀速运动，直到细线与斜面平行为止。这过程中面平行为止。这过程中A、摩擦力对、摩擦力对 P 做正功做正功B、摩擦力对、摩擦力对 P 做负功做负功C、摩擦力对、摩擦力对 P 做的做的功与对功与对 Q 做的功绝做的功绝对值相等对值相等D、摩擦力对、摩擦力对P做的做的功小于对功小于对Q做功的绝做功的绝对值对值fs动能是物体的（动能是物体的（m 是研究对象）是研究对象）动能与参考系有关（动能与参考系有关（v 与参考系有关）与参考系有关）动能是标量，而且没有负值动能是标量，而且没有负值势能是系统的势能是系统的势能具有相对性势能具有相对性势能是标量，正负表示大小势能是标量，正负表示大小（二）解答物理问题的一般步骤（二）解答物理问题的一般步骤 一、确定研究对象一、确定研究对象二、建立理想模型二、建立理想模型三、分析状态过程三、分析状态过程四、选择适用规律四、选择适用规律五、讨论物理结果五、讨论物理结果如图所示，物体如图所示，物体A 放在放在B 的斜面上，如果地的斜面上，如果地面和斜面都是光滑的，从静止释放物体面和斜面都是光滑的，从静止释放物体A，B 将向后退。这个过程中，机械能守恒吗将向后退。这个过程中，机械能守恒吗？AB类似的问题做过吗？怎么回答？类似的问题做过吗？怎么回答？这个问题有什么毛病吗？这个问题有什么毛病吗？研究对象是谁？研究对象是谁？机械能守恒总是对某个系统而言的！机械能守恒总是对某个系统而言的！对于物体对于物体 A（包括地球）机械能是不守恒的，（包括地球）机械能是不守恒的，因为支持力对因为支持力对A 做功，属于外力做功。做功，属于外力做功。而对于而对于A、B 组成的系统（包括地球）机械能组成的系统（包括地球）机械能是守恒的，对是守恒的，对A 的支持力和对的支持力和对B 的压力这一的压力这一对相互作用的弹力所做的总功为零，此外，对相互作用的弹力所做的总功为零，此外，就只有重力做功，因此机械能守恒。就只有重力做功，因此机械能守恒。压力和支持力大小相等压力和支持力大小相等方向相反，方向相反，A、B的沿作的沿作用力方向的位移相等用力方向的位移相等.AB一、确定研究对象一、确定研究对象 物理公式中的物理公式中的“研究对象研究对象”物理问题中的物理问题中的“研究对象研究对象”动力学问题动力学问题动力学问题动力学问题,研究对象的基本属性是质量研究对象的基本属性是质量研究对象的基本属性是质量研究对象的基本属性是质量mm F=ma电路问题电路问题电路问题电路问题,研究对象的基本属性是电阻研究对象的基本属性是电阻研究对象的基本属性是电阻研究对象的基本属性是电阻R R I=U/R电场和磁场问题电场和磁场问题电场和磁场问题电场和磁场问题,研究对象的基本属性是电荷量研究对象的基本属性是电荷量研究对象的基本属性是电荷量研究对象的基本属性是电荷量q q F=Eq,f=Bqv带电粒子在电场和磁场中的运动问题带电粒子在电场和磁场中的运动问题带电粒子在电场和磁场中的运动问题带电粒子在电场和磁场中的运动问题,研究对象的基研究对象的基研究对象的基研究对象的基本属性是电荷量本属性是电荷量本属性是电荷量本属性是电荷量 q q 和质量和质量和质量和质量 mm（运动学问题中的研究对象不在公式中露面）（运动学问题中的研究对象不在公式中露面）（运动学问题中的研究对象不在公式中露面）（运动学问题中的研究对象不在公式中露面）1.如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力的拉力作用，而左端的情况各不相同：作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的中弹簧的左端固定在墙上，左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也中弹簧的左端受大小也为为F 的拉力作用，的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的中弹簧的左端拴一小物块左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动物块在有摩擦的桌面上滑动.图2-1若认为弹簧的质量都为零，以若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依依次表示四个弹簧的伸长量，则有次表示四个弹簧的伸长量，则有(A)l2l1 (B)l4l3 (C)l1l3 (D)l2=l4图2-1若认为弹簧的质量都为零若认为弹簧的质量都为零F-F=ma若若m=0,则则F-F=0,即即弹簧两端拉力总相等弹簧两端拉力总相等若弹簧的质量不能忽略若弹簧的质量不能忽略，以，以l1、l2、l3、l4依次依次表示四个弹簧的伸长量，则有表示四个弹簧的伸长量，则有(A)l2l1 (B)l4l3 (C)l1l3 (D)l2=l4图2-1以弹簧为研究对象以弹簧为研究对象,列牛顿第二定律方程列牛顿第二定律方程F-F=ma则则 F1=F2 F4 F32、A、B、C三物体质量相等，如图所示放置三物体质量相等，如图所示放置在光滑的水平地面上。已知在光滑的水平地面上。已知A与与B及及A与与C间间的最大静摩擦力大小都等于的最大静摩擦力大小都等于f。现用水平力。现用水平力推物体推物体B，要使三物体在运动过程中保持相，要使三物体在运动过程中保持相对静止，力对静止，力F 的最大值是多少？的最大值是多少？FCBA以以A、C二物体为研究对象二物体为研究对象,有有 f=2 mamax以以A、B、C整体为研究对象整体为研究对象,有有Fmax=3 mamax解出解出 F max=1.5 f 3、如图所示电路、如图所示电路,各电阻阻值分别为各电阻阻值分别为R1=2,R2=8,R3=R4=5.各导线电阻都可忽略不计各导线电阻都可忽略不计.已知干路电流大小为已知干路电流大小为2A,通过图中通过图中b、d两点两点间连线的电流多大？方向如何？间连线的电流多大？方向如何？abcdR1R3R4R22A以导线以导线 bd 为研究对象为研究对象,设它的电阻为设它的电阻为 R,两端两端电压为电压为 U,通过的电流为通过的电流为 I,有有 U=IR.由于由于 R=0,则则 U=0.由于由于U bd=0,则等效电路如右图则等效电路如右图.abcdR1R3R4R22Abdac2A？1.6A0.4A1.0A1.0A1.6A0.4A1.0A1.0A0.6A答案答案:I bd=0.6A,方向从方向从b向向d.二、建立理想模型二、建立理想模型“模型模型”，一般是忽略次要因素，一般是忽略次要因素,突出主要因素突出主要因素的产物。广义的模型包括：的产物。广义的模型包括：（1）“物体物体”模型：如质点、刚体、不可伸模型：如质点、刚体、不可伸长的轻绳、轻弹簧、点电荷、理想变压器长的轻绳、轻弹簧、点电荷、理想变压器（2）“运动运动”模型：如自由落体运动、匀速模型：如自由落体运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动圆周运动、平抛运动、简谐运动（3）其他模型：如平静水面、平行光线与面）其他模型：如平静水面、平行光线与面光源、分子相互作用力的弹簧模型、玻尔的光源、分子相互作用力的弹簧模型、玻尔的氢原子结构模型氢原子结构模型关于物理模型，应注意以下几个问题关于物理模型，应注意以下几个问题1、对模型的理解、对模型的理解忽略什么次要因素，主要解决什么问题忽略什么次要因素，主要解决什么问题例如常用的质点模型：在运动学问题中，是忽例如常用的质点模型：在运动学问题中，是忽略物体大小和形状，而看作为一个点略物体大小和形状，而看作为一个点在动力学问题中，突出质量而忽略大小和形状在动力学问题中，突出质量而忽略大小和形状主要求解加速度与力的关系主要求解加速度与力的关系2、适用什么模型，要由研究的问题性质决定、适用什么模型，要由研究的问题性质决定例如讨论拴在绳下的小球的运动例如讨论拴在绳下的小球的运动“不可伸长的轻绳不可伸长的轻绳”指的是不计绳的质指的是不计绳的质量、不计绳的伸长（讨论单摆问题时用）量、不计绳的伸长（讨论单摆问题时用）但在讨论单摆的摆球在各处受到绳的拉力为但在讨论单摆的摆球在各处受到绳的拉力为什么不相等时，又必须考虑绳的伸长！什么不相等时，又必须考虑绳的伸长！3、建立物理模型不能过分脱离实际、建立物理模型不能过分脱离实际例如：计算例如：计算“神州五号神州五号”飞船的问题时，可飞船的问题时，可以按匀速圆周运动考虑；计算彗星的运动以按匀速圆周运动考虑；计算彗星的运动问题时，就不能按匀速圆周运动考虑。问题时，就不能按匀速圆周运动考虑。例题：一条河，河水的流速例题：一条河，河水的流速v1与它离河岸的距与它离河岸的距离离 x 成正比，比例系数为成正比，比例系数为 k。一条船在静水。一条船在静水中的航速为中的航速为v2，这条船从河岸出发，写出它，这条船从河岸出发，写出它的速率的速率 v 与运动时间与运动时间 t 的函数关系式。的函数关系式。这个题不按质点处理无法求解，但是实际问这个题不按质点处理无法求解，但是实际问题又不能看作质点！题又不能看作质点！例、一跳水运动员从离水面例、一跳水运动员从离水面10m高的平台上高的平台上向上跃起向上跃起,举双臂直体离开台面举双臂直体离开台面,此时其重心此时其重心位于从手到脚全长的中点位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高跃起后重心升高0.45m达到最高点达到最高点.落水时身体竖直落水时身体竖直,手先入手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计略不计).从离开跳台到手触水面从离开跳台到手触水面,他可用于完他可用于完成空中动作的时间是成空中动作的时间是 s.（计算时（计算时,可以可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。质点。g取为取为10m/s2,结果保留二位数字）结果保留二位数字）为什么可以按质点模型处理？为什么可以按质点模型处理？例例2、下面两个问题中关于太阳光所用的模型有、下面两个问题中关于太阳光所用的模型有何不同？何不同？（1）北京的纬度是）北京的纬度是40,某学校的旗杆在春分的某学校的旗杆在春分的正午时的影长是正午时的影长是9.53m,该旗杆多长该旗杆多长?（2）下面的说法是否正确）下面的说法是否正确?室外的电线在太阳室外的电线在太阳照射下照射下,地面上没有影子地面上没有影子,这是光的衍射现象这是光的衍射现象.4040（1）平行光模型）平行光模型（2）面光源模型）面光源模型 例例3、某颗地球同步卫星正下方的地球、某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星。试问，观察被太阳光照射的此卫星。试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落春分那天（太阳光直射赤道）在日落后后12小时内有多长时间该观察者看不小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为见此卫星？已知地球半径为R，地球表，地球表面处的重力加速度为面处的重力加速度为g，地球自转周期，地球自转周期为为T，不考虑大气对光的折射。，不考虑大气对光的折射。阳光阳光RrOS地球本影区高度地球本影区高度h地地 球球r星星约等于约等于4.2万万kmd 例例4、下面的题目有什么问题？下面的题目有什么问题？水的折射率为水的折射率为n，距水面深为，距水面深为h处有一个点光处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为形区域的直径为A B C D例例5.在光滑的水平轨道上有两个半径都是在光滑的水平轨道上有两个半径都是 r 的的小球小球A和和B，质量分别为，质量分别为 m 和和2m，当两球之，当两球之间的距离大于间的距离大于l(l比比2r大得多大得多)时时,两球之间无两球之间无相互作用力；当两球心间的距离等于或小于相互作用力；当两球心间的距离等于或小于l 时时,两球间存在相互作用的恒定斥力两球间存在相互作用的恒定斥力F.设设A球球从远离从远离B球处以速度球处以速度 v0 沿两球心连线向原来沿两球心连线向原来静止的静止的B球运动，如图所示球运动，如图所示.欲使两球不发生欲使两球不发生碰撞，碰撞，v0 必须满足什么条件？必须满足什么条件？v0BAl虽然注明虽然注明“l比比2r大得多大得多”,但由于最后要满足但由于最后要满足“两球不发生碰撞两球不发生碰撞”,因此不能忽略两球的因此不能忽略两球的大小大小.v0BAl设两球速度相等时速度大小为设两球速度相等时速度大小为.mv0=(m+2m)v解出三、分析状态过程三、分析状态过程 状态状态与某时刻相对应与某时刻相对应过程过程与某段时间相对应与某段时间相对应任一过程都包含初状态和末状态以及无数个任一过程都包含初状态和末状态以及无数个中间状态中间状态对于机械运动，状态参量有两个（位置和速对于机械运动，状态参量有两个（位置和速度）它们分别决定了势能和动能度）它们分别决定了势能和动能,即机械能即机械能对于理想气体，状态参量有三个（压强、体对于理想气体，状态参量有三个（压强、体积和温度）积和温度）例、在如图所示的电路中例、在如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=3.0V,内阻内阻r=1.0;电阻电阻R1=10,R2=10,R3=30,R4=30;电容器的电容电容器的电容C=100F.电容器原电容器原来不带电来不带电.求接通电键求接通电键K后流过后流过R3的总电量。的总电量。CKR1R2R3R4E,r本题讨论的是一个过程本题讨论的是一个过程.(电容器的充放电过程电容器的充放电过程)这个过程流过这个过程流过R3的总电量等于前后两个稳定状的总电量等于前后两个稳定状态电容器带电量之差态电容器带电量之差.接通电键接通电键K前前,电容器两端电压为零电容器两端电压为零,带电量为带电量为零零.接通电键接通电键K后后,干路电流干路电流CKR1R2R3R4E,r流过流过R3的电量的电量Q=CU=2.010-4C 电容器两端电压电容器两端电压例、如图所示电路，线圈例、如图所示电路，线圈L的电阻可以忽略，的电阻可以忽略，R1、R2是两个定值电阻是两个定值电阻,S1、S2为两个开关为两个开关,开始时都断开。下面的说法中开始时都断开。下面的说法中不正确不正确的是的是R1R2S1LS2（A）若只闭合）若只闭合S1，则刚闭合，则刚闭合S1的瞬间，流过的瞬间，流过R1和和R2的电流都是零的电流都是零（B）若先闭合）若先闭合S1,再闭合再闭合S2，则刚闭合开关，则刚闭合开关S2的瞬间，流过的瞬间，流过R1和和R2的电流大小相等的电流大小相等（C）两开关都闭合，电路达到稳定状态后，）两开关都闭合，电路达到稳定状态后，流过流过R1的电流不为零而流过的电流不为零而流过R2的电流为零的电流为零（D）两开关都闭合）两开关都闭合,电路达到稳定状态后再把电路达到稳定状态后再把开关开关S1断开断开,流过流过R1及及R2的电流都立即为零的电流都立即为零 R1R2S1LS2注意注意:瞬间指一个瞬间指一个时刻时刻!例例.一平行板电容器的电容为一平行板电容器的电容为C，两板间距离，两板间距离为为d，上板带正电，电量为，上板带正电，电量为Q，下板带负电，下板带负电,电量也为电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都是刚性杆相连，小球的电量都是q，杆长为，杆长为l，且且ld。现将它们从很远处移到电容器内两。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）上电荷分布情况不变）设在无穷远处首先把两电荷移到一起设在无穷远处首先把两电荷移到一起(总电荷总电荷量为零量为零),再把它们从无穷远处移到图中负电再把它们从无穷远处移到图中负电荷所在处荷所在处,这过程中电场力做功为零这过程中电场力做功为零.本题讨论一个过程本题讨论一个过程,而电场力做功的过程与路而电场力做功的过程与路径无关径无关,只与始末位置有关只与始末位置有关.然后然后,保持负电荷不动而把正电荷移到图中所保持负电荷不动而把正电荷移到图中所示的位置示的位置,这过程中要克服电场力做功这过程中要克服电场力做功,做功做功大小为大小为 W=qEl=例例.如图所示，在一个倾角为如图所示，在一个倾角为的斜面上的斜面上,有一有一个质量为个质量为m、电量为、电量为q的带电物体，空间存的带电物体，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感强度大小为强度大小为B，带电物体与斜面间的动摩擦，带电物体与斜面间的动摩擦因数为因数为，它在斜面上沿什么方向、，它在斜面上沿什么方向、以多大的速度运动，以多大的速度运动，可以保持匀速直线可以保持匀速直线 的状态不变？的状态不变？Bm,q本题讨论的是匀速本题讨论的是匀速运动的状态运动的状态!与水平方向夹角为与水平方向夹角为=arcsin(cot)。NmgG2G1vfFG1例、如图所示例、如图所示,倾角为倾角为37的传送带以的传送带以4m/s的速的速度沿图示方向匀速运动度沿图示方向匀速运动.已知传送带的上、下已知传送带的上、下两端间的距离为两端间的距离为l=7m.现将一质量现将一质量m=0.4kg的的小木块放到传送带的顶端小木块放到传送带的顶端,使它从静止开始沿使它从静止开始沿传送带下滑传送带下滑,已知木块与传送带间的动摩擦因已知木块与传送带间的动摩擦因数为数为=0.25，取，取g=10m/s2。求木块滑到底的。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块的冲量、做的功以及过程中，摩擦力对木块的冲量、做的功以及生的热各是多少。生的热各是多少。=37本题讨论的过程要分两段讨论本题讨论的过程要分两段讨论!第一段第一段,摩擦力向前摩擦力向前,第二段第二段,摩擦力向后摩擦力向后.四、选择适用规律 同一个物理问题，可能适用不同的物理规律同一个物理问题，可能适用不同的物理规律,可以用不同的方法求解。可以用不同的方法求解。应选择简便、物理意义明确的方法。应选择简便、物理意义明确的方法。例、一个质量为例、一个质量为m,带有电荷带有电荷-q 的小物体的小物体,可可在水平轨道在水平轨道Ox 上运动上运动,O端有一个与轨道垂端有一个与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中直的固定墙。轨道处于匀强电场中,场强大场强大小为小为E,方向沿方向沿x轴正向轴正向,如图所示。小物体以如图所示。小物体以初速初速v0 从从 x0 点沿点沿Ox 轨道运动轨道运动,运动时受到运动时受到大小不变的摩擦力大小不变的摩擦力f 作用作用,且且 f qE。设小。设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保且电量保持不变持不变,求它在停止运动前所通过的总路程。求它在停止运动前所通过的总路程。Em,-qx0状态分析状态分析 位置位置 速度速度初状态初状态 x0 大小大小v0,方向未知方向未知 末状态末状态 0 0过程分析过程分析经历无穷多次往复运动及碰撞过程经历无穷多次往复运动及碰撞过程凡向右，做匀减速运动凡向右，做匀减速运动凡向左，做匀加速运动凡向左，做匀加速运动方法方法1：牛顿运动定律求加速度，运动学规：牛顿运动定律求加速度，运动学规律求位移，把无穷多次的路程相加即得。律求位移，把无穷多次的路程相加即得。（需要用到无穷递缩等比数列求和公式）（需要用到无穷递缩等比数列求和公式）方法方法2：运用动能定理：运用动能定理方法方法3：运用功能关系：运用功能关系解得解得五、讨论物理结果五、讨论物理结果所求得的数学结果是否具有明确的物理意义所求得的数学结果是否具有明确的物理意义,一般应进行讨论一般应进行讨论.尤其是用字母表示的结果尤其是用字母表示的结果,常常要进行讨论。常常要进行讨论。例、如图所示例、如图所示,A、B是静止在水平地面上完全是静止在水平地面上完全相同的两块长木板相同的两块长木板.A的左端和的左端和B的右端相接的右端相接触。两板的质量皆为触。两板的质量皆为 M=2.0 kg,长度皆为长度皆为l=1.0m。C是一质量为是一质量为m=1.0kg的小物块的小物块.现现给它一初速度给它一初速度v0=2.0m/s,使它从使它从B板的左端板的左端开始向右滑动开始向右滑动.已知地面是光滑的已知地面是光滑的,而而C与与A、B之间的动摩擦因数皆为之间的动摩擦因数皆为=0.10.求最后求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动各以多大的速度做匀速运动.取重力加取重力加速度速度g=10m/s2.v0CAB先设小物块先设小物块C在木板在木板B上移动上移动x距离后距离后,停在停在B上上.v0CAB根据动量守恒定律，有根据动量守恒定律，有mv0=(m+2M)V在此过程中在此过程中,木板木板B的位移为的位移为s,小木块小木块C的位移为的位移为s+x。根据功能关系。根据功能关系Axs再设小木块再设小木块C停在停在A板上某处板上某处,并且并且C刚滑到刚滑到A、B界面处的速度大小为界面处的速度大小为v1,A、B的速度大小为的速度大小为V1.根据动量守恒定律，根据动量守恒定律，mv0=mv1+2MV1 v0CABv1AV1此后，此后，B即以即以V1=0.155m/s作匀速运动，作匀速运动，C继续继续在在A上滑动，设它在上滑动，设它在A上滑动了上滑动了y后停止滑动，后停止滑动，与与A一起以速度一起以速度V2匀速运动。匀速运动。v0CABV2yV2根据动量守恒定律根据动量守恒定律 M V1+mv1=(m+M)V2，解得解得 V2=0.563m/s。根据功能关系根据功能关系 解出解出 y=0.50m。由于由于y v vB B，因此，因此C C 将继续在将继续在A A 上滑行。上滑行。例、一位宇航员进行太空例、一位宇航员进行太空“行走行走”,他的质量他的质量（包括所有装备在内）为（包括所有装备在内）为M,随身上带有的随身上带有的氧气质量为氧气质量为m.某时刻他离飞船的距离为某时刻他离飞船的距离为l，与飞船保持相对静止状态与飞船保持相对静止状态.已知他每秒钟呼已知他每秒钟呼吸要消耗氧气质量为吸要消耗氧气质量为m,他要返回飞船他要返回飞船,必须必须把一部分氧气向飞船相反的方向喷出把一部分氧气向飞船相反的方向喷出,喷出喷出的氧气速度为的氧气速度为v.在保证他安全返回飞船的前在保证他安全返回飞船的前提下提下,他喷出的氧气质量他喷出的氧气质量m应为多少？应为多少？解：根据动量守恒，有解：根据动量守恒，有 mv=(M-m)V返回飞船用时间返回飞船用时间 t=l/V这段时间内消耗氧气质量为这段时间内消耗氧气质量为m t=m l/V能安全返回飞船的临界条件是能安全返回飞船的临界条件是m=m l/V+mm有有两两个个解解，分分别别是是所所喷喷出出氧氧气气质质量量的的最最小小值及最大值。值及最大值。