如何运用等效法探求高中物理问题

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1、如何运用等效法探求高中物理问题掌握最基本的物理常识和理论知识是基础工程，要想学以致用，解答物理疑难问题，还需耍学生对所学的知识能灵活运用，多方把握，并且要学会善于总结和反思，掌握一些解答问题的技巧和方法•等效法作为一种问题的转化，可以把物理试题中的相关因素进行有关的嫁接和转化，一定程度上实现了解答过程的最简化.9■例1现有一只老鼠从窝里跑出来，假设这只老鼠跑的速度为V,并且满足的条件是V与鼠洞中心的距离S成反比关系，现知道它距鼠洞中心距离s?l=1?m?的甲点时,v?l=20?cm/s?,求它距鼠洞中心2?m?的乙点

2、时v?2的大小是多少？并计算出从甲到乙花费的时间？9■解答过程分析:按照物理常识來分析，首先我们以汽车为参考物，众所周知，假如汽车以恒定功率前进时，它的行驶速度V与牵引力F是成一定关系的，这个关系就是反比，用物理公式就表达为v二PF,我们运用等效法也可以粗略的把本道试题中老鼠的运动转化为以恒定的功率牵引下的弹簧的运动.?通过分析，老鼠跑的速度公式可表达为V二PF二Pkx.?当x二s?l时，v=v?l?将其代入上式求解，得：k二Pv?ls?l=Pv?2s?2?到乙点时的速度v?2=s?ls?2v?l=10?cm/s??

3、再根据外力做的功等于此等效弹簧弹性势能的增加，?Pt=12ks?2?2-l2ks?2?l?代入有关量可得:Pt=l2•Pv?ls?l(s?2?2-s?2?l)?解得：t=s?2?2-s?2?l2s?lv?l=2?2-l?22X1X0.2=7.5?s??例2现有一个半径为R的绝缘圆形轨道，把它以竖直的形态放起来，然后在圆形轨道的最低点A点放一个带电小球，且质量为m,让这个空间持冇匀强电场，小球的受电场力是33mg,方向为向右，假如让球体向上运动，并拥有水平向右的v?0初速度完成圆周运动，求v?0的大小？9■

4、解析：通过题干给出条件的分析发现，此带电小球同时受到了来自重力和电场力的共同作用和影响，则就可以利用等下发，把小球的受力状况认为是在等效重力场中・？那它的等效重力就应该是：Gz二(mg)?2+(33mg)?2=233mg?等效重力加速度：gz二G‘m=233g.?经过计算分析得出，它与竖直方向存在30°的夹角0,具体情况如图1所示.从图1中可以观察得出，B点则是等效重力场中圆形轨道的最高点，因为题干中给出带电小球刚好做完圆周运动，则到B速度v?B二g'R.?根据机械能守恒定律，得：？12mv?2?0=mg7(R+R?

5、cos?0)+12mv?2?B?将*、v?B分别代入上式，解得给小球的初速度为：v?0=2(3+1)gR?例3如图2所示：一个半径为0.5?m?凹透镜，它的折射率是1.5,在其表面有一层反射层，在左侧主轴上存在物体S,并且它距系统1.5?m?,求S在何处成像?9■分析:看到试题后仿佛找不到解题的思路，但是从给出的条件来看，采用等效法是可以找到问题的突破口和切入点的•本试题可以转化为物点S先经薄平凹透镜成像，其像为平面镜的物，平面镜对物成像又为薄平凹透镜成像的物，这样就可以求得s在何处成像了・？第一步我们可以分析S经平

6、凹透镜的成像9,?根据公式1P?l[KG-*2]‘+1P二1f?1?其中1f?l=(n-l)(1R-lR?2)=(1.5-1)(1-0.5-1°°)=?得:1P?1[KG-*2]'+11.5二-1,P?1[KG-*2]'=-0.6?m?.?为左侧虚像成像，其又经平凹透镜成像S〃,像距：?P?2[KG-*2]‘二-P?2二-P?l[KG-*2]‘=0.6?m??成像在右侧，为虚像，该虚像再经平凹透镜成像S?,得：?1P?3+1P?3[KG-*2]'=1f,其中P?3二P?2[KG-*2]‘=0.6?m?,1f二-1?m

7、???-l??得:1P?3[KG-*2]‘+10.6解得：P?3[KG-*2]‘=-0.375?m?.?答案就是成虚像丁系统右侧0.375?m?处.