等效思维处理复合场问题 华师大来凤附中 查剑伟 2015年12月16日
一、重力场和电场的类比 受力特点： 运动情景： 功能情况： 重力场 匀强电场 重力场 匀强电场 初速度与力方向共线 初速度与力方向垂直 恒力 重力场 匀强电场 初速度与力方向共线 初速度与力方向垂直 匀变速直线 匀变速直线 平抛 类平抛 重力场 匀强电场 做功情况 势能大小 功能关系 h d Ep=mgh Ep=qφ W= -ΔEp W= -ΔEp
二、重力场向电场的迁移 重力场中： 【原型例题】 竖直面内的光滑轨道， 圆周半径为R，物块由 A点静止释放，恰过圆周最高点M。 求：释放高度h ？ G
二、重力场向电场的迁移 电场中： 【类比例题】 水平面上光滑绝缘轨道， 带正电小球由A点静止释放，恰过圆周最左侧M点，圆周半径为R。 E 水平面上光滑绝缘轨道， 带正电小球由A点静止释放，恰过圆周最左侧M点，圆周半径为R。 求：释放位置h ？
三、重力场向复合场的迁移 如图，带电小球在B点平衡，要使小球运动到最低点时速度为零，则应从与竖直方向夹角多少时由静止释放？ 等效重力场 α E O α B 等效重力场
规律总结 受力特点：重力、电场力和一个不做功的力（拉力、弹力等） 等效重力：重力、电场力的合力 等效重力加速度：等效重力与物体质量的比值 等效重力场：重力场、电场叠加而成的复合场 等效最低点：物体自由时能处于稳定平衡状态的位置 等效最高点：物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置
反馈练习： 竖直面内，两平行金属板间有一固定点O，用一根绝缘 细绳将一正电小球悬挂于O点。现将小球拉至水平方向A 点处，由静止释放，恰能摆到最低点B，关于此过程下 列说法正确的是 （ ） A、小球的动能一直增大 B、小球的向心加速度先减小后增大 C、小球所受合外力的功率一直增大 D、小球所受重力与电场力大小相等 D
模型的迁移 G E G* G
等效思维 在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等，都是根据等效概念引入的。 常见的等效法有“分解”、“合成”、等效类比、等效替换、等效变换,等效简化等，从而化繁为简、化难为易
随堂检测： 寻找重力场中“原型” 用长为R的轻质细线在 O点悬挂一质量为m的 带电小球静止在A处， 为使小球能在竖直面内完成圆周运动，这个初速度V0至少应为多大？ A 370 B O E A 寻找重力场中“原型” 等效重力场
重力场中“原型” 竖直面内的圆周运动 （1）最高点的最小速度 （2）为使小球能在竖直 面内做圆周运动， 则在最低点至少施 加多大的初速度？ G
巩固总结： 物理问题中有很多知识之间都是相互关联的，我们只要合理利用它们之间的相似，利用等效替代，把问题迁移到已有的知识体系中，求同存异，就能把问题简化。复合场问题的处理就体现了这一点。 今后的复习中希望同学们要多尝试利用这类思维方法，学会从复杂的情境中萃取简洁的物理模型，走出“题海”，真正做到举一反三、触类旁通！ 作业：完成本节《导学案》
谢谢指导！