20xx年高考物理等效重力法在電場(chǎng)中的應(yīng)用課件新人教版(編輯修改稿)
2025-03-15 03:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 我們來考慮一些更簡(jiǎn)單的方法：若是想要屏蔽掉某一個(gè)萬有引力，其實(shí)只需要在這個(gè)力的反向加上一個(gè)和它大小相等的力就可以了。而且，根據(jù)F=GMm/R ，我們可以發(fā)現(xiàn)即使所需要屏蔽的萬有引力很大，只要我們?cè)诖帘挝矬w足夠近的地方放置一個(gè)不需要太大質(zhì)量的物體就可以抵消它例如，離某物體A100m處有100kg的物體B為了抵消B對(duì)A的萬有引力，我們只需要在離A物體1m處放置一個(gè)10g的物體C。根據(jù)萬有引力公式，C對(duì)A的引力等于B對(duì)A的引力，且方向相反，即達(dá)到了某種意義上的“屏蔽”B的引力。因此，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)球體，將待屏蔽的物體放入其中。球體和待屏蔽物體間的距離小一些。根據(jù)球體在各個(gè)方向上所受的萬有引力，可以計(jì)算出球體內(nèi)部物體在各個(gè)方向上所受的萬有引力（當(dāng)然這里待屏蔽物體的形狀密度和體積應(yīng)該是已知的）。隨后，我們只要對(duì)這個(gè)球體各個(gè)部分的密度和質(zhì)量進(jìn)行有限的調(diào)整，就可以做到大致上使待屏蔽物體在各個(gè)方向上所受到的萬有引力被抵消當(dāng)然，這種屏蔽可能不是很精確的，而且鑒于這個(gè)球體本身所受的萬有引力沒有被屏蔽，這種設(shè)計(jì)的實(shí)用價(jià)值可能不大。不過對(duì)于一些物理試驗(yàn)中特定環(huán)境的創(chuàng)造應(yīng)該會(huì)有一些幫助吧。所謂萬有引力乃是牛頓經(jīng)典力學(xué)中的說法。然而，由于它屬于所謂“超距作用”，即任何兩物體的相互吸引不需要第三者媒介的參與，這明顯與現(xiàn)代物理學(xué)的基本理念相悖，所以，愛因斯坦提出了廣義相對(duì)論以取代牛頓的學(xué)說。在廣義相對(duì)論中，物體之間并不存在什么“萬有”的直接相互吸引力，而是通過如下間接關(guān)系互相作用：首先，甲物質(zhì)（比如地球）通過以光速傳播的引力波引起周圍時(shí)空剛架的彎曲變形（就象沙發(fā)中放一個(gè)鐵球，沙發(fā)會(huì)被擠壓彎曲變形）；其次，彎曲時(shí)空令乙物質(zhì)（比如從樹上掉落中的蘋果）的運(yùn)動(dòng)軌跡看起來也彎曲不均勻（比如蘋果軌跡的先慢后快不均勻）。當(dāng)然，描寫這種間接相互作用的方程也不再是簡(jiǎn)單的F=G*M*m/(R*R)，而是一組44的復(fù)雜張量方程（愛因斯坦場(chǎng)方程）。不過，廣義相對(duì)論雖然相比牛頓理論有所改進(jìn)，但對(duì)引力的本質(zhì)仍然缺乏說服力。因?yàn)?，量子力學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，宇宙中一切帶能量的波動(dòng)都是必須可以量子化為某種amp。quot。粒子amp。quot。的,比如電磁波可以被量子化為光子。但是，引力波至今無法被合理量子化，傳說中的“引力子”也至今未被科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到。引力究竟是什么？這正是當(dāng)代物理學(xué)最大的難題。如果你想知道更多，等我有空再說罷。 小球在運(yùn)動(dòng)中懸線不松馳圓周運(yùn)動(dòng). 則電場(chǎng)力向下,. 最高點(diǎn),速度最小時(shí),線的拉力為0,所以mg+qe=mv^2/l 從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)的過程,由動(dòng)能定理 mg*2lqe*2l=(1/2)mv^2=(1/2)mv0^2 解這兩個(gè)方程可得v0=... 則電場(chǎng)力向上 又分兩種情況: ,則靜止時(shí)小球也將將停在最低點(diǎn),所以只要小球運(yùn)動(dòng)中過最高點(diǎn)時(shí)懸線不松就行了. 最高點(diǎn),速度最小時(shí),線的拉力為0,所以mgqe=mv^2/l 從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)的過程,由動(dòng)能定理 mg*2l+qe*2l=(1/2)mv^2=(1/2)mv0^2 解這兩個(gè)方程可得v0=... ,則靜止時(shí)小球?qū)⑼Ｔ谧罡唿c(diǎn),所以只要小球運(yùn)動(dòng)中過最低點(diǎn)時(shí)懸殊線不松就行了. 最低點(diǎn),速度最小時(shí),線的拉力為0,所以qemg=mv^2/l 解這個(gè)方程可得v=... 1中，除了洛倫茲力為零外，洛倫茲力的方向一直沿繩子方向，洛倫茲力總是不做功，且只是會(huì)改變繩子的拉力大小，即沿切線方向沒有洛倫茲力，不影響單擺的周期圖2中若小球帶正電，則等效重力加速度g0=（mg+qE）/m圖2中若小球帶負(fù)電，則等效重力加速度g0=（mgqE）/m 然后只要把單擺的周期公式中的g改成上面的g0的值即可等效重力加速度及其應(yīng)用 許多物理問題都涉及到重力加速度g，g被我們頻繁地使用，以致我們對(duì)一些與g有關(guān)的結(jié)論相當(dāng)熟悉。例如，如果給定條件：（1）物體除受到重力外，不受到其他場(chǎng)力；（2）物體處于真空（或空氣）中，而不是處于別的媒質(zhì)中；（3）物體處于慣性系中，而不是處于加速系中。那么，學(xué)生可以不加思索地說出，靜止放在固定斜面上的物體對(duì)斜面的壓力為n=mgcosθ（θ為斜面傾角，m為物體質(zhì)量），擺長(zhǎng)為l的單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期為
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