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时间:2018-10-20
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1、浅析变力做功的求法《考试大纲》是高考纲领性文件,是高考命题的依据,是高中教学的“指挥棒”。《考试大纲》中要求分析综合能力:能够独立地对所遇到的问题进行具体分析,弄清其中的物理状态,物理过程和物理情境,找出其中起重要作用的因素,及有关条件;能够把一个较复杂问题分解为若干简单的问题,找出它们之间的联系;能够理论联系实际,运用物理知识综合解决所遇到的问题。比如在高中阶段,应用功的定义式gR。物体所受的三个力中摩擦力在物体从A运动到B的过程中,对物体所做的功为N,质量m为0.1Kg,电阻R为1?赘,导体棒价在处
2、于磁感应强度B为1T,竖直放置的框架上,框架宽L=1m当导体棒上升H为3.8m时获得稳定的速度,导体棒产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电流表读数为1A,电压表读数为7V,电动机内阻R为1?赘,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s。求: (1)棒能达到的稳定速度; (2)棒从静止到获得稳定速度所需的时间; (3)棒从静止到获得稳定速度电动机对导体棒所做的功。 分析与解答:导体棒在运动过程中垂直切割磁感线,产生感应电流,感应电流通过导体棒NM,使处在匀强磁场中的导体棒受到一个安培力的作用,根据F
3、=BIL、I=E/R和E=BLv联立解得F=B2L2v/R。所以安培力是一个变力,这道题目属于变力做功问题。 (1)电动机的输出功率P出=IU-I2R=1*7-12*1=6gBIL=mgB2L2v/R 联立得:P出=mgvB2L2v2/R 带入数据解得v=2m/s (3)根据公式W=Pt求得:W=6J 三、用公式W=qU求解 在匀强电场中移动电荷的时候,可以直接根据恒力做功的公式求解。如果是在非匀强电场中,由于电场力是变力,不能用功的定义式求解,但若已知电荷的电量和电场中两点间的电势差,我们
4、就可以用公式W=qU进行求解。求非匀强电场中电场力做功时,一般都用该方法求解。 例3:电场中有A、B两点,它们的电势分别为ФA=-100V,ФB=200V把电量q=-2.0×10-7C的电荷从A点移动到B点,是电场力做功还是克服电场力做功?做了多少功? 分析与解答:电荷从A到B的过程中,电场力作的功为: WAB=qUAB=(-2×10-7)×(-100-200)=6.0×10-5J 因为W>0,所以是电场力做功。 功的计算在中学物理中占有十分重要的地位,中学阶段所学的功的计算公式W=FLcos
5、x只能用于恒力做功情况,对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用,而变力做功问题贯穿整个高中物理,力学、电学、磁学中都有应用。对变力做功问题,高中阶段常用到的除以上五种方法,另外还有图像法、转变研究对象法、功能原理法等。在教学过程中,通过对变力做功问题的求解,有利于提高学生灵活运用所学知识,解决实际问题的能力,有利于培养学生的创造意识开拓学生思维。在教学资源丰富、X路搜寻方便和各种评比流行的时代,教师往往注重教学资源的收集与直接使用,追求快速成功的方法,缺乏对教学深入地思考与研究,因而难以丰富自己的学科
6、知识底蕴。教师要回归教学实践,就要从多角度找到解决这一问题的思路。突出教师的主导作用和学生的主体地位,最有效的办法就是在教学设计中对教学内容的把握、教学思路的设计、课堂教学结构的安排等有机的整合。努力构建便于交流和吸收的信息交互作用系统。知识是动态的,知识结构形成的过程就是能力提升的过程。新课程倡导“自主、合作和探究学习”的根本目的,是要改变过去那种过分强调接受学习,机械训练的模式,要求教师引导学生自主探究、合作交流等方式。人是社会中的人,所以要让学生在获得知识的同时,学会独立思考和与人合作,为终生学习
7、奠定基础。 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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