物理中的突变问题及其处理方法

《物理中的突变问题及其处理方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.comVoi．35No．7⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．鲎堡．妻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯习一研完墼虫塞銮墅甚堡王高荣(浙江省慈溪市周巷中学315324)例1如图1所示，长为L的细绳一端悬挂一质数学上研究了突变的各种类型．托姆的突变理论考察量为7"n的小球，把小球拉到A了1～4个控制变量、1～2个行为变量的7种突变类A点使悬线与水平方向成30。型，即折线型、尖角型、燕尾型、蝴蝶型、双曲型、椭圆角，然后释放小球，求小球运型、抛物型，并以此描写了突变的各种错综复杂的表动到最低点时的速度大小．现，丰富了马克思

2、主义关于渐变和突变的辩证法．结学生在解这类题目时往合托姆的突变论的涵义，笔者认为就中学物理教学而往错误的解答为：由A—C机B言，我们应多层次、多角度地去理解“突变”．从哲学方械能守恒列出方程：向上说，突变和渐变的概念是相对的，是有层次的，不是绝对的．因此我们要辩证地看待突变和渐变，这对mgL(1+sin30。)一妄7／,／．02．oC培养学生的辩证思维能力大有裨益．正确的解答为：对A—B尉1．严格意义上的突变过程和B—C过程分别应用机械能守恒定律解得．例2(1994年全国高考物理第19题)图2中评解B点是突变点，小球速度在B点发生

3、了突A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一个周期为变，不能用机械能守恒定律直接列式求解，A—C整个T的突变电压，A板电势9一0，B板的电势B一，过程机械能并不守恒．从学生初次解答此题的错误率其随时间的变化规律如图3所示，现有一电子从A板之高反映出学生缺乏对物理过程的突变分析的能力．上的小孔进入两板间的电场区内⋯⋯(后略)学生对诸如上述过程的认识、理解，往往在渐变和突变问题上发生错误，特别是初学者．譬如一个向。，B前运动的物体突然受到一个反向的力作用后，错误地M]I厂I]I广I]I●一：：T：：2：3TI．L——JL-一L_J认为

4、物体立刻做反向运动，把速度的渐变误认为是速．度的突变；又如在玻尔氢原子模型中，根据氢原子能P图2图3级公式En一，处于基态的氢原子跃迁到一2的激评解从函数图象可知，电压tl在t—T／2、T、发态只吸收E。一E。一10．2eV的能量，错误地认为只3T／2、2T⋯⋯时刻发生了突变，在图象中表现出了曲要能量在E与E。之间也会发生跃迁，把能量的突变线的不连续、间断和跳跃．示波器中的扫描电压也属这种类型．近几年高考试题中不时出现这种突变类误认为是渐变．所以应引起我们对渐变和突变教学的型．学生对这种题型往往缺乏足够的认识，处理方法重视．一上也

5、不到位．这就提示我们在教学中必须加强突变思、渐变和突变的概念想的教学，把突变思想融于物理过程的分析之中．物理学中的许多运动变化过程都是连续、渐变和2．宽泛意义上的突变平滑的，但物理世界的实际问题中还有许多突变的、例3如图4所示，一水平传送带以2m／s的速飞跃的过程，例如光在全反射中的临界角，超导现象度做匀速直线运动，传送带中的临界温度，光电效应中的极限频率，原子物理中上两端的距离为20m，将一的激光，核反应中的聚变、裂变等．这种由渐变、量变物体轻轻地放在传送带的发展为突变、质变的过程就是突变现象．一端，物体与传送带间的动图4二、关

6、于突变问题摩擦因数为0．1，求物体由20世纪70年代R·托姆所提出的突变理论，从巨Iallp．V@d．21．a维普资讯http://www.cqvip.com第35卷第7期中学物理教学参考2006~7月习■研完一端运动到另一端所经历的时间．球的加速度的大小为12m／s。，若不拔出-jg-oM评解题中物体的速度只能从零开始逐渐增大，铁钉M而拔出N的瞬间，问小球的加速三甘兰直到与传送带具有相同的速度2m／s，它不能立刻达度的可能值．到2m／s，物体的速度是渐变的．第一阶段物体做匀解答拔出铁钉M瞬间，小球的加妻加速直线运动，直到速度变为

7、2m／s，第二阶段做匀速度方向可能向上，也可能向下．若向上，Ⅳ速运动．但是，不要因此认为速度只能发生渐变不能则只受重力和下面弹簧的弹力F，且弹图6发生突变．下例说明，从宽泛意义上而言，若这种速度力一定向上，即处于压缩状态，得F一mg的剧烈变化是在极短的时间内发生，速度仍能发生突—m口，平衡时上面弹簧的弹力为F，则有F一F一变．在极短的时间内发生的剧烈变化，从宽泛意义上mg—m口，方向向下，由此可知上面弹簧处于压缩状也可理解为突变．态．若不拔出M而拔出N瞬间，小球受重力和上面弹例4质量为m的人随质量为M的平板车一起簧向下的弹力F，根

8、据牛顿第二定律有F+mg—以速度。在平直光滑跑道上匀速前进，当此人相对ma1，得a1一g+a一22m／s。方向竖直向下．同理也于地面以速度斜向前方成30。角起跳的瞬间，平板有可能a。一2m／s。，方向竖直向上．车的速度将变为多少?评解一般弹簧弹力不