浅谈示意图在解题中的作用,本文主要内容关键词为:示意图论文,浅谈论文,作用论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
示意图能直观清晰地展示物理情景,可将抽象复杂的物理问题变得形象具体,它能帮助解题者准确地找出各物理量之间的联系.实践证明解题中画示意图的过程本身就是一种充分把握题意的思维过程,许多物理习题只要正确画出了示意图,待求问题就能迎刃而解.现结合凡例谈谈示意图在解题中的作用,供参考.
一、利用示意图展示物理现象
例1 将一薄凸透镜嵌在一遮光板中央的圆孔上,透镜边缘与圆孔边缘重合,用平行光沿主轴照射整个透镜,在透镜另一侧与透镜平行的光屏上形成一圆形光斑.若光屏与透镜间的距离为D,透镜的半径为R.光斑半径为R/2,求此透镜的焦距是多少?
解:根据凸透镜性质及题意中给出的物理现象,作出光路示意图1.若光屏在焦点9右
二、利用示意图展示物理状态
例2 如图2甲所示封闭端有一段长40cm的空气柱,左右两边水银柱的高度差是19cm,大气压强为76cmHg,要使两边管中的水银面一样高,需要再注入多少厘米长的水银柱.
三、利用示意图展示物理过程
例3 如图3甲所示,有一绝缘小车静止在光滑水平面上,在小车的光滑面上放一个小金属块,小车质量为M,金属块质量为m,并带有正电荷g,且M>m,静止时金属块距小车右壁为L,现加一个水平向右的匀强电场E,于是金属块由静止开始向右运动并与小车右壁发生碰撞,设碰撞时间很短,碰撞前后系统不损失动能,求,金属块第一次与小车右壁碰撞后向左运动达到最远处时(从地面看)离碰撞点多远,此时金属块距小车右壁多远.
面内,若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬a=40°,已知地球的半径为R,地球自转周期为T,地球表面重力加速度g(视为常量)和光速c.试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峡关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).
解:设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星到地心的距离为r,同步卫星转动的角速度为ω,据万有引力提供向心力可得:
六、利用示意图展示受力情况
例6 如图6甲所示,水平放置的光滑导轨M、N平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹角为a,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直,电源电动势为ε,定值电阻为R,其余部分电阻不计,则当电键K闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?
由题意知,磁场方向虽然与水平面成a角,但和ab杆垂直,故ab杆受到的安培力大小
F=BIL②
作出ab杆受力截面示意图,见图6乙,由牛顿第二定律得:
Fsina=ma.
③
解:①②③得a=BLεsina/mR.
七、利用示意图展示边界条件
例7 横截面为正方形的匀强磁场的磁感强度为B,有一束速率不同的带电粒子垂直于磁场方向在ab边的中点,与ab边成30°角射入磁场,如图7甲所示,已知正方形边长为L.问带电粒子的速率满足什么条件时,粒子在磁场中运动的时间最长,最长时间是多少?(粒子带电量为+q,质量为m,不计粒子重力).
解:设入射粒子的最大速度为v,则在洛伦兹力作用下的轨道半径
R=mv/Bq①
由题意知,带电粒子在有界磁场中运动时最易从ab边射出.作出粒子不从ab边射出的临界轨迹示意图,见图7乙.为满足粒子在有界磁场中运动时间最长则有
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