识求解,Bμ1故
mg
IL1si
2
ta
1
的2关系,再展开讨论便可。可见数学能力确实是学好物理的一个重要前提,另外在复合场中求动量极值也经常用到让学生在学习中慢慢体会。三、培养模型迁移能力物理模型是知识的结晶,是思维的升华地,它从一类问题出发,抓住问题本质,忽略次要因素,集基础知识、基本规律于一体,是对基础知识和研究方法的高度概括的完美总结。教学过程中,如果老师能指导学生结合自已建立的物理模型去解决新的物理问题模型迁移,特别是一些表象与模型无关,但本质却是模型的问题,不但能够提高学生分析问题,解决问题的能力,而且对活化为学生的思维也是大有益处的。
做到此处必须考虑si
θ随θ变化的增减,由此要想到θ与单摆作为简谐振动的理想化模型,其振动周期为T2π
4
L许多问题利用这g
一结果可迎刃而解,这个模型还可应用到求解某些电磁场问题。例32004年上海市高考物理试题第10题如图4所示,在光滑水平面上的O点系一长v0为l的绝缘细线,线的一端系一质量为m,带o电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后,小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度v0,使小球在水图4平面上开始运动。若v0很小,则小球第一次回到平衡位置所需时间为。分析这里带电小球在匀强电场中受到的电场力qE类似于理想单摆模型中摆球受到的重力mg,l就是单摆的摆长,以很小的速度在平衡位置附近运动,意味着带电小球在作简谐运动,可以用单摆的周期公式计算小球的运动周期。从平衡位置开始运动,小球第一次回到平衡位置所需时间,正是小球作简谐运动的半周期,即变tT2π
lπqEm
lmqE
f利用理想单摆运动模型的对称性,可以解决静电场中的带电单摆问题。例4在水平方向的匀强电场中,在一长为l、不可伸长的绝缘细线的一端,连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速地释放。已知小球摆到最低点的另一侧时,线与竖直方向的最大夹角为θ,如图5所示,求小球经过最低点时细线对小球的拉力。分析和解:小球在A、B之间摆动过程中到达中心平衡位置C点处的速度最大,OC为带电小球摆动的对称轴,如图6所示,那么OC与竖直方向的夹角为a
90
2
θ
902
按照单摆模型,如带电小球在C点处静止时,它所受到的电场力、重力和绝缘细线的拉力处于平衡状态,且qEmgta
α⑴
θ
θα
图5
图r