著名机构高二物理春季班讲义第12讲高中物理
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1、第12讲 高中物理思想 (一)12.1 类比法知识点睛类比法是指由一类事物所具有的特点,可以推出与其类似事物也具有这种特点的思考和处理问题的方法。认识和研究物理现象、概念和规律时,将它与生活中常见的、熟悉的、有共同特点的现象和规律进行灵活、合理的类比,可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。类比法是提出科学假说、做出科学预言的重要途径,物理学发展史上的许多假说就是运用类比的方法创立的。例题精讲例题说明:这部分举了三道简单例题,重点是讲清类比这种思想【例1】 类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对
2、机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波【答案】 D【例2】 有质量的物体周围存在着引力场。万有引力和库仑力有类似的规律,因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强。由此可得,与质量为的质点相距处的引力场场强的表达式为 _(万有引力恒量用表示)。 【答案】【例3】 为了验证电荷之间的引力与电荷间距离的平方成反比的规律,库仑还设计了一个电摆实验,其装置如图所示:为绝缘金属球,为虫胶做的小针
3、,悬挂在尺长的蚕丝下端,端放一镀金小圆纸片。、间的距离可调。实验时使、带异号电荷,则小针受到电引力作用可以在水平面内做小幅摆动。测量出、在不同距离时,摆动同样次数的时间,从而计算出每次振动的周期。库仑受万有引力定律的启发,把电荷之间的吸引力和地球对物体的吸引力加以类比,猜测电摆振动的周期与带电小纸片到绝缘带电金属球之间的距离成正比。 库仑记录了三次实验数据如下表:实验次数小纸片与金属球心的距离15次振动所需的时间19202184132460关于本实验及其相关内容,有以下几种说法: 根据牛顿万有引力定律和单摆的周期公式可以推断:地面上单摆振动的周期正比于摆球离开地球表面的距离。 从表格中第1、第
4、2组数据看,电摆的周期与纸片到球心之间的距离可能存在正比例关系。 假如电摆的周期与带电纸片到金属球球心距离成正比,则三次测量的周期之比应为 ,但是实验测得值为 ,因此假设不成立。 第3组实验测得的周期比预期值偏大,可能是振动时间较长,两带电体漏电造成实验有较大的误差造成的。则下列选项正确的是A B C D【答案】 A12.2 等效法知识点睛等效法是科学思维的基本方法之一,它是在保持对研究问题具有相同效果的前提下,通过对物理模型或过程的变换,将复杂的实际问题转化为简单的理想问题来研究的思维方法。其基本特征为等效替代。物理学中等效法的应用较多,如合力与分力;合运动与分运动;交流电的有效值等。除这些
5、等效概念之外,还有等效电路、等效电源、等效模型、等效过程等。例题精讲例题说明: 等效思想在习题中的应用较多,也是本讲重点讲解的内容。例4、例5、例6是等效思想在力、电场、电路中的应用;例7、例8、例9是等效场的问题;例10既涉及等效重力加速度,又涉及等效摆长。其中,例5涉及电像法,高二秋季的讲义中讲过类似的题,不过电像法的理论较复杂,请老师根据实际情况,灵活掌握。【例4】 如图所示,半径为的铅球内有一半径为的球形空腔,其表面与球面相切,铅球的质量为。在铅球和空腔的中心连线上,距离铅球中心()处有一质量为的小球(可以看成质点),求铅球对小球的引力【答案】【例5】 如图所示,一无限大的金属板正前方
6、距离为处有一正点电荷,现将金属板接地(就是使金属板带上适当电荷量的负电荷),求与金属板距离为处点的场强(已知点电荷所在的地方与点的连线与金属板垂直)。 【答案】【例6】 如图所示,、为定值电阻,但阻值未知,为电阻箱。当为时,通过它的电流;当为时,通过它的电流。则当时,求电阻【答案】【例7】 如图所示,一条长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向水平向右,已知细线离开竖直位置的偏角为时,小球处于平衡。 小球带何种电荷,求出小球所带电量 如果使细线的偏角从增大到,然后将小球由静止释放,则为多大才能使在细线到达竖直位置时,小球的速度刚好为零【答
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