内容正文:
技巧3 审题谨慎细致 谨防定势思维
1.审题谨慎细致
经常遇到一些物理题,故意多给已知条件或表述物理情境时,精心设置一些陷阱,安排一些似是而非的条件,以此形成干扰因素来考查学生明辨是非的能力。这些因素的迷惑程度越大,同学们越容易在解题过程中犯错误。在审题过程中,只有有效地排除这些干扰因素,才能迅速而正确地得出答案。
2.谨防定势思维
有些题目的物理过程含而不露,需结合已知条件,运用相关概念和规律进行具体分析。分析前不要急于动笔列方程,以免用假的过程模型代替了实际的物理过程,防止定势思维的干扰。
【案例4】 (18分)如图所示,用长为L的细绳悬挂着一质量为m、带电荷量为+q的小球,将它们放入水平向右的匀强电场中,场强大小E=。现将小球拉至水平方向的A点后由静止释放。
(1)求小球落至最低点B处时的速度大小。
(2)若小球落至最低点B处时,绳突然断开,同时使电场反向,大小不变,则小球在以后的运动过程中的最小动能为多少?
解:(1)由题意知,小球受到水平向右的电场力qE和重力mg的作用,使小球沿合力的方向做匀加速直线运动到绳子绷紧处,即C点,如图1所示。由几何知识得
LAC=L(1分)
由动能定理可得
F合·L=mv(3分)
即=mv(1分)
解得vC=(1分)
绳子绷紧的瞬间,绳子给小球的冲量使小球沿绳方向的速度减为零
沿切线方向的速度vC′=vC cos 30°= (2分)
此后小球从C点运动到B点的过程中,绳子对小球不做功,电场力和重力均对小球做正功,则有
mg(L-L cos 30°)+EqL sin 30°=mv-mvC′2(3分)
解得v=(2+)gL,即vB≈1.6。(2分)
(2)绳断后,电场反向,则重力和电场力的合力对小球先做负功后做正功,把小球的速度沿合力和垂直于合力的方向进行分解,如图2所示,当沿合力方向的分速度为零时,小球的速度最小,动能最小,则有
vL=vB cos 30°=vB(2分)
其最小动能Ek=mv≈0.97mgL。(3分)
本题的三个易错之处:①小球从A运动到B的过程中,初始阶段并非做圆周运动;②小球运动到C点时绳子拉直的瞬间机械能有损失;③不能利用合力做功分析出小球后来最小速度的位置及大小。
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