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关于高中物理论文范文资料 与补偿法在高中物理解题中几例有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:高中物理范文 科目:本科论文 2024-03-31

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例1有一块半径为R的均匀园板,挖去一个直径为R的小圆板,两圆相切(如图1所示),那么剩下部分的重心在距圆心位置多少处?

分析此题直接求解非常不易,好多学生不知从何下手,但用“补偿法”则可以迎刃而解.即将挖去的部分再填补进取,利用杠杆平衡条件可得.

解因为圆板是均匀的,设其密度为ρ,厚度为h,剩下部分的重心在距圆心L处,则

挖去部分的质量为m1等于ρπ(R2)2h等于14ρπR2h ,

剩下部分的质量为m2等于ρπR2h-14ρπR2h等于34ρπR2h,

由杠杆平衡条件m1gR2等于m2gL,

即14ρπR2hgR2等于34ρπR2hgL,

得L等于R6.

例2在距质量为M,半径为R,密度均匀的球体R远处,有一质量为m的质点.此时,M对m的万有引力为F,当从M中挖去一半径为R/2的球体时,剩余部分对质点m的万有引力为多少?

分析本题若用直接求解的方法,在中学阶段是很难求出剩余部分对质点m的引力.若采用“补偿法”,把挖去的小球体再填补到大球体中,分别求出大球体和小球体和质量为m的质点间的引力,则剩余部分对质点m的引力即是大球体对质点m和小球体对质点m的引力差.

解质点m和大球体球心相距为2R,其万有引力为F,则

F等于GMm(2R)2等于GMm4R2,

又大球体的质量为M等于ρ·43πR3,

小球体的质量为M′等于ρ·43π(R2)3等于M8,

小球体球心和质点相距32R,小球体和质点间的万有引力为

F′等于G(M8m(32R)2等于GMm18R2,

则剩余部分对质点m的万有引力为F-F′等于7GMm36R2.

例3一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一带电荷量+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零,现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少?(已知静电力常数为k)

分析用“补偿法”求解,在球壳上挖一小孔,相当于在圆孔处放一等量异种电荷q′,因为挖去小孔前受力平衡,所以挖去后受力即为q′和q的库仑力.

解设圆孔处所放一等量异种电荷为q′,则q′等于πr24πR2Q,

于是F等于kq·r24R2Q4R2等于kqQr24R2 (方向由球心指向小孔中心)

例4一倾角α(α<2°)的斜劈固定在水平地面上,高为h,光滑小球从斜劈顶点由静止开始下滑,到达底端B所用时间为t1,将通过A、B两点的斜劈剜成一个圆弧面,使圆弧面在B点与底面相切,小球从A沿圆弧运动到B,所用时间为t2,求t1与t2的比值.

分析要求两种运动时间的比值需要求出两种运动的时间,光滑小球从斜劈顶点由静止开始下滑,做匀加速直线运动,这是一个同学的熟悉的运动模型,应用牛顿运动定律和运动学公式即可求解.但是把斜面剜成圆弧面则不易求解.同学会感觉无从下手,无限分割,变曲为直,数学知识又跟不上,几乎无法求解.但是分析发现剜成圆弧面在B点和底面相切,以B点为中心,在其右侧补偿一个对称的圆弧面,小球的运动即变成了一个同学们都熟悉的简谐运动模型了,小球沿AB弧运动的时间为类单摆运动周期的四分之

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结论:补偿法在高中物理解题中几例为关于高中物理方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关高中物理常见44个模型论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

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