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物理等效思维是指从事物的等同效果出发来研究和学习物理现象和物理过程规律的一种思维方式，也是分析物理问题和解决物理问题的有效思维形式。对创造性思维的妙用获得深刻的印象，从而自觉地积极地运用创造性思维解决看似不寻常的难题，不仅使它们对物理知识的本质了解得更清楚，而且由于这种难题不再难的感觉，增强了它们对物理学习的信心。 【例1】足球运动员将一质量为m静止于地面上的足球踢出去，足球脱离脚时速度为v， 然后前进s米停下，求足球运动员对球做的功。 【解析】足球运动员踢球的力是变力，此题也未给出力的大小，所给距离也不是脚作用 时间内球的位移，因此无法用功的定义式求解。但已知球被踢前后动能的变化，忽略这一瞬 间重力和地面阻力的功，则由功能原理可知：运动员对球的功等于球动能的增量。 动量的变化这种矢量的运算，在高中阶段只要求会计算一条直线上的矢量运算，但常碰到求抛体运动中动量的变化这种问题，显然，直接用末动量减初动量要用平行四边形法则，超出了能力范围。但若想到动量变化与合外力冲量的因果关系，而抛体运动中物体只受重力，是恒力作用下的物体，很容易求出其合外力的冲量，这样就可用合外力冲量的计算代替动量变化的计算。 【例2】将质量为2kg的物体，以3m/s的初速度与水平面成45°的角 抛出去，问落地前任1s内动量的变化是多少？（不计空气阻力） 【解析】据动量定理△P=I合，在空中运动时物体只受重力，1s内合 外力的冲量 I合=mgt=2×9.8×1N·s=19.6N·s，故1s内动量的变化为：19.6kg·m/s。 有些多过程的运动问题，用公式研究其运动规律比较复杂，并且有些对数学能力的要求超出了学生的现有水平，但若用图象表示其规律，则不仅直观而且简便。 【例3】一物体由静止出发，先匀加速直线运动至速度为v，再匀减速直线运动至停止，所通过的总路程为s，求共用时间t为多少？ 【解析】作出物体运动的v-t图，由图可知，图形与坐标 轴所围的面积表示位移。故t=2s/v 带电粒子在匀强电场和重力场的复合场中的运动，由于重力和电场力都是恒力，它们的 合力也是恒力，这类问题如果把重力和电场力的合力等效为一新的“重力”，则可类比重力 场中的运动，判断物体的运动情况。 【例4】水平方向场强为E的电场中，一细线悬挂一质量为m的带正电的小球于O点， 小球电量为 q，并且 mg=qE，当小球从水平位置开始释放，小球向下摆动，问细线摆到与水 平方向成多大角度时，小球的速度最大？ 【解析】小球受重力与电场力的合力如图F，将此力等效为一新的重力，则由重力场中 单摆的知识可知小球摆到细绳与水平方向成45°角时，小球相当于摆到“最低点”，速度最大。 声明 本文素材来源于徐爱梅，版权归相关权利人所有，由高中生学习编辑整理。 |
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