"过山车"临界问题探析

"过山车"模型是圆周运动和机械能守恒定律重要的综合模型.全面研究和掌握"过山车"模型的基本规律,通过合理拓展,可以衍生出很多竖直平面内的各种圆周运动问题(包括在等效重力场中).     

“过山车”模型的基本规律及应用

“过山车”模型是圆周运动和机械能守恒定律重要的综合模型．研究和掌握“过山车”模型的基本规律，通过等效、类比的方法，可以极为简捷地分析和解答竖直平面内的各种圆周运动问题（包括在等效重力场中），有时一眼就可以看出结果了．     

过山车中的物理模型讨论

生活离不开物理,物理已渗透到人类生活的各个领域.游乐场中的翻滚过山车就可以转化为竖直平面内的变速圆周运动.在忽略一切摩擦等阻力的情况下,可以当作物理中的临界问题来分析.通过对过山车(即竖直平面内圆周运动的模型)的分析可以让力、运动和能量等知识前后连贯起来,达到综合考查物理知识的目标.结合竖直平面内圆周运动的分析探究,总结竖直平面内圆周运动的共性的问题.     

自制翻滚“过山车”模型

“过山车”模型是高中物理常用的模型之一,很受学生的欢迎。为进一步增强该模型的演示效果,可利用窗帘弯曲轨道、长木板、钢球等材料制作一款翻滚“过山车”模型。该教具可用于演示与“过山车”有关的物理实验。这一自制教具能让学生在具体情境中体验物理规律,不仅实验现象明显,而且教学效果良好。     

“等效法”巧解复合场的圆周运动问题

带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是高中物理教学中一类重要而典型的题型。对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大。若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷。所谓“等效法”就是先求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”，将α=F合/m视为“等效重力加速度”。再将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解即可。下面通过两个实例分析说明“等效法”在此类问题中的应用。     

透视圆周运动的五大“考点”

考点一 重力场中的变速圆周 运动[2007年全国卷] 如图1所示,位于竖直平面内的光滑轨道,有一段倾斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R．一个质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动．     

复合场中的匀速圆周运动

带电粒子在电场、磁场、重力场的复合场中做匀速圆周运动时,除洛伦兹力以外的所有恒力的合力为零;若带电粒子在复合场中的某个方向上做匀速圆周运动,则洛伦兹力的一个分力和某一恒力平衡．     

巧用“等效”解复合场问题

在解决电场与重力场的复合场问题时，带电体或带电微粒在重力和电场力的共同作用下运动，当重力和电场力同时做功时，发生机械能与电势能的相互转化时，对带电体而言，它的机械能是不守恒的，但是，如果将复合场转化为一个等效重力场，将重力和电场力的合力转化为一个等效重力，则对该带电体而言就“机械能守恒”了，就可以使用“等效机械能守恒定律”了。     

自制竖直平面的圆轨道运动演示器

竖直平面的圆周运动是高中物理的重点知识之一,也是近几年高考的一个热点。其中,做圆周运动在最高点的临界速度和动力学分析一直是教学中的难点。为了突破这一难点,强化模型的功效,增强学生的感性认识,笔者设计制作了竖直平面的圆轨道运动演示器,并在实际教学中取得了较好的效果。     

带电粒子在复合场中的典型运动剖析

复合场是指电场、磁场和重力场并存的场，带电粒子在复合场中的运动，有匀速直线运动，有匀速圆周运动，也有一般的变速曲线运动，     

小球在竖直平面内圆周运动临界值问题的分类探析

在一些有关圆周运动的习题中往往有些题目中给出这样一些条件。物体恰好到达圆弧的最高点。这句话其实就给出了一些解题的隐含条件,即物体要通过圆周的内侧最高点,过内侧最高点的速度一定要大     

用“复合场”概念解决力电综合问题

如果空间某处同时存在重力场和电场,可以把它们合成,合成后仍可看作一个场,称之为"复合场".带电体同时受重力和电场力作用,可以看作受二力的合力——"复合场力"的作用;重力和电场力做功的代数和即复合场力     

一道错解复合场中圆周运动问题的分析

在复合场中,圆周运动是一类比较典型的问题,在教学过程中发现有这样一个问题比较容易出错。 原题：如图1所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆形轨道的最低点与一水平轨道相连,轨道都是光滑的,轨道所在的空间存在水平向右的匀强电场,场强为E,     

并列关系中的双临界问题

物理中很多物理现象可能涉及若干个临界状态,中学物理中把涉及两个临界状态的现象叫做双临界现象,把涉及两个双临界状态的问题叫做双临界问题。双临界问题对培养学生的分析能力和创新能力,提高学生思维的严密性、批判性和灵活性有重大意义。双临界问题又是高考的热点问题,尤其是两个临界条件是并列关系的双临界问题更是大型考     

自制教具解决教学中的疑难问题

圆周运动是高考考查的重点内容.如竖直平面内的圆周运动,特别是最高点和最低点的速度及受力分析等问题.考生往往弄不清临界速度,导致扣分,甚至直接导致整个题目失分.其实这类试题往往和生产、生活实际相联系,重点在于考查知识应用能力,是教学的重要目的之一.下面笔者就这类问题的教学谈谈自己的见解.一、高考样题     

高中物理“等效”思想方法的应用探讨

一、等效摆长和等效重力加速度 1.等效摆长例1如图1所示,小球C由细线AC和BC共同挂于重力场中,已知AC=l,BC=2l,且两线与竖直方向的夹角均为30°。求小球C在垂直纸面方向上做小振幅振动的周期。     

速练杀手锏巧破复合场

复合场是高考命题中长盛不衰的热点与重难点,它是指电场、磁场、重力场中三者或其中任意两者共存的场．对带电粒子在复合场的运动问题,可按以下思路探究：第一,正确进行受力分析,在复合场中运动的电荷如电子、质子、α粒子等微观粒子可不计重力,宏观带电体如小球、液滴、微粒等不能忽略重力;第二,根据不同场对电荷作用的特点和差异,充分发掘题目中的隐含条件,     

带电粒子在复合场中的运动问题例析

高考复习中必须指导学生掌握带电粒子在复合场中的运动问题,学会该类问题的一般分析方法.下面试举两例,帮助学生理解与掌握.例1如图1,质量M=4kg的足够长圆管静止放在光滑水平面上,圆管外表面光滑内表面粗糙.有一质量为m=1kg的小球以水平向右的初速度v0=20m/s射入管内,小球直径略小于圆管内径.该区域除重力场外还存在一     

依据粒子的运动设计复合场的结构

中学所讲的复合场是指由重力场、匀强电场和匀强磁场组合而成的场.带电粒子在复合场中的运动一般分为两类情况:一类是已知复合场的结构,确定带电粒子如何运动;另一类是已知带电粒子的运动,判断复合场的结构.在第二类问题中,由于受各场对带电粒子的作用力特点及性质不同、复合场的空间建构灵活多样、初始条件又千变万化等诸多因素的制约和影响,加大了分析和处理这类问题的难度.现以带电     

“圆周运动”专题复习方略

1从根本上区分两类圆周运动的不同 1）匀速圆周运动对做圆周运动的物体,进行一般状态下的受力分析,把每一个力都沿着切向和法向分解,法向合力就是向心力,使线速度方向时刻改变（向心力与线速度始终垂直,不做功,根据动能定理,故速率不变）;切向合力使线速度的大小改变（切向力与线速度在同一条直线上,使物体做加速或减速直线运动）．所以法向合力使物体做圆周运动,切向合力改变物体速度．