极限在高中物理中的应用 极限法在高中物理中的应用( 二 )


当U→0,说明E=Ir,也就是R→0,电路中没有了电阻,相当于短路了,I=E/r就是短路电流了,而在实际电路中我们是不允许电路短路的 。因此,在实际闭合电路中U与I线不应该全部是实线的,而应是如图情况 。
例题:万有引力公式和库伦力公式,是否当r→0时,力就变成无穷大呢?
显然不是的,因为这两个公式是有条件的,万有引力公式适用条件是质点或者质量分布均匀的球体,如果是质量分布均匀的球体,r不可能趋近零,如果是质点,r趋近零就不是质点了;库仑力公式适用条件是点电荷或者质电量分布均匀的球体,如果是电量分布均匀的球体,r不可能趋近零,如果是质点电荷,r趋近零就不是点电荷了 。
例题:如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行 。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为F?分别为(重力加速度为g)(A) 。
A:T=m(gsinθ+acosθ),F?=m(gcosθ-asinθ)
B:T=m(gcosθ+asinθ),F?=m(gsinθ-acosθ)
C:T=m(acosθ-gsinθ),
F?=m(gcosθ+asinθ)
D:T=m(asinθ-gcosθ),
F?=m(gsinθ+acosθ)
作为选择题,可用极限法,先假设斜面处于静止状态,即是a=0,通过受力分析可以快速判断出FN=mgcosθ、T=mgsinθ.再将a=0带入选项中,便可迅速知道只有选项A满足条件.然后假设θ=90°,将其带入选项也可迅速得到选项A为正确选项.
例题:有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一种特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果,实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.
举例如下:如图所示.
质量为M,倾角为θ的滑块A放于水平地面上,把质量为m的滑块B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度
式中g为重力加速度.
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误的.请你指出该项.()A.当θ°=0时,该解给出a=0,这符合常识,说明该解可能是对的
B.当θ=90°时,该解给出a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的
C.当M>>m时,该解给出a=gsinθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
D.当m>>M时,该解给出a=sinθ
这符合预期的结果,说明该解可能是对的
例题:两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是(A)
用极限法,把距离外推到无穷远,电场强度趋近零,且左边的为负值,右边的为正值;把距离外推到零,电场强度趋近无穷大.只有A选项正确.


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