高中物理等效問(wèn)題辨析

1、高中物理等效問(wèn)題辨析高中物理等效問(wèn)題辨析寧波鎮(zhèn)海區(qū)龍賽中學(xué)王海岳等效替代法是在保證某種效果（特性和關(guān)系）相同的前提下，將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問(wèn)題和物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問(wèn)題和物理過(guò)程來(lái)研究和處理的方法。等效替代法是科學(xué)研究中常用的思維方法之一。但我們也要清楚地意識(shí)到，等效是不同中的“相同”，而不是在各個(gè)方面的“全同”，只是不同事物或不同現(xiàn)象在某些方面，某些條件下的“相同”。所以，對(duì)于物理學(xué)中兩種事物或兩種現(xiàn)象的等效是

2、有條件的，有適用范圍的，如果不符合特定條件或超出適用范圍亂等效必然會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。本文就常見(jiàn)的幾類(lèi)錯(cuò)誤等效作出辨析。一、模型等效一、模型等效例1：如圖所示，質(zhì)量都是m的兩個(gè)小球，分別固定在一長(zhǎng)為l的輕桿的中點(diǎn)和一端，整個(gè)裝置從水平位置下落到豎直位置時(shí)，兩球的速度分別是多大思考：思考：試分析下面的解是否正確由題知：lcooc43???在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由機(jī)械能守恒得：，??2221432?????????cvmlmgglvc23??進(jìn)一步可得

3、：，glvvcA3232????glvvcB3834????辨析：辨析：質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能為質(zhì)心的動(dòng)能與各質(zhì)點(diǎn)對(duì)質(zhì)心動(dòng)能之和，這個(gè)關(guān)系叫柯尼希定理。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)組平動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能與系統(tǒng)質(zhì)心的動(dòng)能相等，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)組轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能與系統(tǒng)質(zhì)心的動(dòng)能不相等。所以上面的解答是錯(cuò)誤的。比較：比較：質(zhì)量都是m的兩個(gè)小球分別固定在一長(zhǎng)為l的輕桿的中點(diǎn)和一端，如果整個(gè)裝置繞固定端O點(diǎn)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，求OA段輕桿的拉力時(shí)，能否把A、B兩球等效成質(zhì)量為2m的位于A

4、、B中點(diǎn)的C球？小試牛刀：小試牛刀：1、下題及解答選自某高三復(fù)習(xí)用書(shū)，請(qǐng)分析是否正確？2010年11月17日廣州亞運(yùn)會(huì)體操男子單杠決賽中，中國(guó)小將張成龍問(wèn)鼎冠軍。張成龍完成了一個(gè)單臂回環(huán)動(dòng)作后恰好靜止在最高點(diǎn)，如圖所示，設(shè)張成龍的重心離杠l＝1.1m，體重51kg.忽略摩擦力，且認(rèn)為單臂回環(huán)動(dòng)作是圓周運(yùn)動(dòng)(g＝10ms2)。試求：達(dá)到如圖所示效果，張成龍的重心在最低點(diǎn)的速度大小。解：根據(jù)機(jī)械能守恒，設(shè)張成龍?jiān)谧畹忘c(diǎn)的速度為v，則3下面的

5、分析是否正確？題：如圖甲所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端拴著一個(gè)小球，另一端固定在豎直桿上，當(dāng)豎直桿以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球跟著桿一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為θ，則圖乙中關(guān)于ω與θ關(guān)系的圖象正確的是()分析：θ越大，ω也越大；當(dāng)θ＝0時(shí)，ω為0；而且當(dāng)θ接近90時(shí)，ω將變成無(wú)窮大，故本題的答案為B。三、原理等效辨析三、原理等效辨析例3：一塊長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c的長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體，設(shè)其內(nèi)通以恒定電流I并在垂直于電流方向上施加

6、一穩(wěn)恒磁場(chǎng)，判斷與磁場(chǎng)平行的導(dǎo)體上、下側(cè)面上的電勢(shì)高低。思考：思考：該題中帶負(fù)電的電子定向運(yùn)動(dòng)能否用與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反的正電荷的定向運(yùn)動(dòng)等效？辨析：辨析：分析電流大小和電流方向時(shí)，負(fù)電荷沿某一方向的定向運(yùn)動(dòng)可以等效于等量的正電荷沿相反方向的定向運(yùn)動(dòng)。本題分析的是對(duì)特定的帶電粒子在磁場(chǎng)中受力判斷，二者物理原理已完全不同，所以該題不能用正電荷來(lái)等效替換。比較：比較：為監(jiān)測(cè)某化工廠(chǎng)的污水排放量，技術(shù)人員在該廠(chǎng)的排污管末端安裝了如圖所示的流量

7、計(jì)。該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開(kāi)口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極，污水充滿(mǎn)管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，理想電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U，若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說(shuō)法中正確的是()A、前表面電極比后表面電極電勢(shì)高B、后表面電極比前表面電極電勢(shì)高C、電壓表的示數(shù)U與污水中離子濃度成正比D、污水流量Q與電壓表的示數(shù)U成正

8、比，與a、b無(wú)關(guān)小試牛刀：小試牛刀：1、如圖所示，長(zhǎng)方體容器的三條棱的長(zhǎng)度分別為a、b、h，容器內(nèi)裝有NaCl溶液，單位體積內(nèi)鈉離子數(shù)為n，容器的左、右兩壁為導(dǎo)體板，將它們分別接在電源的正、負(fù)極上，電路中形成的電流為I，整個(gè)裝置處于垂直于前后表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)B磁場(chǎng)中，則液體的上、下兩表面間的電勢(shì)差為（）A0BCDnebBIneaBInebBI22、上題中如果長(zhǎng)方體容器，是一塊金屬導(dǎo)體，那么上、下兩表面間的電勢(shì)哪面高？四、物理量等