高中物理力的分析

1、高中物理 力的分析150億光年 QQ2574561213一、概述在高中物理階段，力學(xué)占據(jù)著十分重要的位置，除去電學(xué)和光學(xué)部分，其他內(nèi)容都無(wú)法脫離力學(xué)單獨(dú)存在，力學(xué)學(xué)的好，基本可以獲得高考物理的一半分?jǐn)?shù)，另一半分?jǐn)?shù)，如果你沒(méi)有學(xué)好力學(xué)，也很難拿到。力學(xué)的基礎(chǔ)是受力分析，而受力分析的基礎(chǔ)是要掌握各種力的性質(zhì)。我們經(jīng)常接觸到重要的幾種力有：彈力（這個(gè)力又分為幾種情況，我將在后面的內(nèi)容中加以說(shuō)明）、摩擦力、電場(chǎng)力、洛倫茨力、安培力、重力以及萬(wàn)有引力下面我將就這幾種力，逐一介紹其性質(zhì)和特點(diǎn)，相信大家掌握這些內(nèi)容后，能夠熟練的對(duì)物體進(jìn)行受力分析，夯實(shí)高中物理的力學(xué)基礎(chǔ)。二、彈力 顧名思義是由物體彈性形變而

2、產(chǎn)生的一種力，但由于涉及到物體形變的計(jì)算非常復(fù)雜，因此在高中我們所涉及的物體一般為認(rèn)為是剛性的，即無(wú)論其產(chǎn)生多大的彈力，其形變都非常之小，可以忽略不計(jì)，當(dāng)使產(chǎn)生形變的外力消失后，物體都會(huì)迅速恢復(fù)原狀，其恢復(fù)的時(shí)間也可以忽略不計(jì)，即這種彈力是可以突變的。（這里所說(shuō)的物體可以是接觸面，細(xì)繩或者橫桿）。當(dāng)然當(dāng)題目中提到物體是橡膠等材質(zhì)或者是彈簧時(shí)，我們就不能認(rèn)為其為剛性了，相應(yīng)的以上剛性物體所具有的性質(zhì)就不復(fù)存在，即非突變的。在不同的物體上，彈性的表現(xiàn)也是不同的，且物體產(chǎn)生彈力與物體本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)，更多與物體所受的外力有關(guān)，因此彈力是一種十分復(fù)雜的力，是未知的力，在很多題目中彈力都是被求解的對(duì)象。下

3、面我介紹幾種常見(jiàn)的彈力。（一）支持力1.大小和方向支持力是種十分被動(dòng)的力，其方向永遠(yuǎn)與接觸面垂直，指向施壓物體的方向，大小只與所受的壓力有關(guān)，無(wú)法直接得出，需要對(duì)接觸面上的物體進(jìn)行受力分析后（要考慮物體所受的外力情況和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），才能夠得出接觸面的支持力。下面幾種模型，請(qǐng)大家看一下。模型1：當(dāng)斜面絕對(duì)光滑，處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊沿斜面自由下滑時(shí)。根據(jù)力的三角形得出斜面對(duì)物塊的支撐力為mgcos，物塊所受的合力為mgsin。在這個(gè)模型中我們的已知條件為：物塊沿斜面自由下滑，即物塊做加速運(yùn)動(dòng)的方向，由此得出物塊所受合外力的方向，并已知重力的大小和方向，以及支撐力的方向。模型2mmgmg/cosa

4、ma=mgtan同樣為此圖形，斜面絕對(duì)光滑，物塊與斜面相對(duì)靜止，與斜面一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度未知，假設(shè)為a，我們來(lái)觀察一下物塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變對(duì)其所受支持力的影響。由題意可知物體所受合外力的方向?yàn)橄蜃笏椒较?。重力的大小和方向已知，支持力的方向已知。由力的三角形得出支持力為mg/cos,物體所受的合外力為mgtan,由此得出a為gtan。由以上兩種情況可以看出物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)其所受支持力的影響。同時(shí)一個(gè)物體所受的外力不同對(duì)其支持力的影響相對(duì)簡(jiǎn)單，這里不做講解。提出這個(gè)題目的目的是告訴一些物理不是很好的同學(xué)，不要一碰到斜面就以為物體所受的支持力為mgcos，下滑力（即物體所受合力）為mg

5、sin。得出這樣的結(jié)論是有一定的條件限制的。2.能量與做功情況沒(méi)有與支持力相關(guān)的能量，由于支持力與接觸面垂直，如果物體沿接觸面移動(dòng)，支持力是不做功的，但如果物體沒(méi)有離開(kāi)接觸面，同時(shí)發(fā)生了其他方向的位移，此時(shí)支持力是做功的（這種情況類似于人做電梯上下，電梯對(duì)人的支持里是做功的）。3.相關(guān)的力如果是粗糙的接觸面，支持力直接與動(dòng)摩擦力以及最大經(jīng)摩擦力的大小有關(guān)。（二）繩子的拉力1物理模型的介紹物理題目中所謂繩子，是指在長(zhǎng)度方向，絕對(duì)剛性，即無(wú)論在長(zhǎng)度方向承受多大的力，繩子的長(zhǎng)度都不會(huì)發(fā)生變化。這個(gè)性質(zhì)導(dǎo)致了只要繩子所受外力發(fā)生改變，繩子的拉力也會(huì)瞬間發(fā)生改變。在與繩子長(zhǎng)度方向向垂直的方向，認(rèn)為繩子是

6、絕對(duì)柔性的，即極其輕微的力都可以使繩子發(fā)生形變。另外在題目中繩子通常為細(xì)繩，即只有長(zhǎng)度，沒(méi)有半徑的理想模型。（如果題目中提到為橡皮繩，則其性質(zhì)更接近彈簧，我們通常當(dāng)作彈簧近似處理）2力的大小和方向由于繩子這一模型特點(diǎn)，繩子的力一定是沿著繩子的長(zhǎng)度方向。而且對(duì)于同一根繩子，如果繩子的拐點(diǎn)（指滑輪之類的拐點(diǎn)）處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，同一根繩子產(chǎn)生的力是相同的。下面幾個(gè)簡(jiǎn)易的模型，大家可以看一下：模型1mmg2TT1Tsin1Tsin2Tcos2Tcos1已知條件為滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，其重量不計(jì)，滑輪下方懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體，繩子兩端與豎直方向所成角度分別為1和2，兩者是否相等，若1和2為已知，

7、繩子的拉力T為多少？首先來(lái)處理第一個(gè)問(wèn)題，由滑輪靜止我們得出（1）繩子兩端的拉力相等。（2）滑輪所受的水平與豎直方向的合力均為0。所以得出：（1）Tsin1= Tsin2（2）mg= Tcos1+ Tcos2結(jié)論1=2，T=mg/2cos模型2m30°墻壁中插有一水平橫桿，橫桿的另一端裝有滑輪，細(xì)繩一段固定于墻上，通過(guò)定滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物，細(xì)繩在通過(guò)滑輪前與水平方向所成角度為30°，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求繩子對(duì)定滑輪合力的大小和方向。30°mgmgmgmg在定滑輪下方繩子的拉力為mg，由于系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以在定滑輪兩端繩子的拉力是相等的， 其上方的拉力也

8、為mg，然后有力的四邊形法則即可得出其合力的大小與方向。得出繩子對(duì)滑輪的合力大小為mg，方向左下方與水平方向成30°角。3做功情況繩子的拉力在題目中如果充當(dāng)牽引力的角色，會(huì)對(duì)物體做功。但也會(huì)經(jīng)常充當(dāng)向心力的角色，由于其時(shí)刻與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以不對(duì)物體做功。（三）彈簧的彈力1物理模型的介紹高中物理題目中出現(xiàn)的彈簧多為輕質(zhì)彈簧，首先其質(zhì)量忽略不計(jì)，其次受到外力產(chǎn)生形變，外力撤去后可以完全恢復(fù)初始狀態(tài)。彈簧的彈力與繩子的拉力一個(gè)顯著的區(qū)別在于彈簧受外力作用時(shí)，其形變較大，外力撤去后，其形變無(wú)法瞬時(shí)恢復(fù)，產(chǎn)生的彈力無(wú)法瞬間發(fā)生改變。具體區(qū)別請(qǐng)看以下兩個(gè)模型：如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的小球被兩

9、個(gè)細(xì)繩系住，左側(cè)細(xì)繩水平，右側(cè)細(xì)繩與豎直方向成45°角，此時(shí)將左側(cè)細(xì)繩剪斷瞬間，求小球所受的合力，如果將右側(cè)的細(xì)繩更換為彈簧，此時(shí)小球所受的合力又是多少？mmmgmg第一種情況：左側(cè)細(xì)繩剪斷后瞬間，小球開(kāi)始以右邊細(xì)繩懸掛點(diǎn)為中心，以細(xì)繩為半徑擺動(dòng)，此時(shí)小球的加速度方向是與右側(cè)細(xì)繩垂直的，由力的三角形得出，小球所受合力大小為mg2/2。第二種情況：當(dāng)左側(cè)細(xì)繩沒(méi)有被剪斷時(shí)，左側(cè)細(xì)繩的拉力由力的三角形得出為mg，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)左側(cè)拉力消失后，小球所受的合外力與該拉力大小相等，方向相反，所以此時(shí)小球所受的合外力大小為mg，方向水平向右。兩個(gè)圖形看似極其相似，但卻采用了不同的方法，得

10、出了不同的結(jié)果，其根本原因就在于，第一種情況，當(dāng)左側(cè)細(xì)繩剪斷的瞬間，右側(cè)細(xì)繩所受外力發(fā)生了改變，其產(chǎn)生的彈力也瞬間發(fā)生改變，所以我們要用第一種情況的方法來(lái)解題。而第二種情況，由于彈簧的彈力無(wú)法瞬間發(fā)生改變，物體在初始狀態(tài)時(shí)為靜止，現(xiàn)在突然撤去一個(gè)外力，但另外兩個(gè)力無(wú)法在瞬間發(fā)生變化，因此我們用第二種方法來(lái)解題。2.力的大小和方向彈簧彈力的大小與彈簧的行變量成正比，F(xiàn)=kx，彈簧的形變應(yīng)當(dāng)在形變范圍內(nèi)，方向與形變的方向相反，指向初始位置的方向。另外彈簧還有一個(gè)不是經(jīng)常用到的性質(zhì)，如果一根彈簧的長(zhǎng)度變成原來(lái)的一半，其彈性系數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半。另外橡皮筋是一種介于彈簧與繩子之間的物體，其性質(zhì)間具細(xì)繩與

11、彈簧的性質(zhì)，首先其具有彈簧形變較大的性質(zhì)。此外，橡皮筋也具有能夠繞過(guò)滑輪等情況（畢竟用彈簧繞過(guò)滑輪難度較大）。此時(shí)其性質(zhì)除了形變里較大的性質(zhì)外均與繩子的性質(zhì)相同。3彈簧的彈力與做功情況當(dāng)外力使彈簧的形變變大時(shí)，彈簧的彈力對(duì)外做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增大，反之彈簧的彈力做正功。彈簧的彈性勢(shì)能公式為：E=kx2/2。這個(gè)公式大家可以了解一下，題目中一般不會(huì)考到這種情況。（四）桿的彈力1力的大小和方向把桿的彈力單獨(dú)提出來(lái)，是因?yàn)楹芏嗤瑢W(xué)對(duì)這個(gè)力的大小和方向不是很清楚。在這里來(lái)對(duì)兩種模型進(jìn)行討論。模型1 桿與墻壁的固定端為鉸鏈該模型固定端為鉸鏈，目前桿子保持靜止，那么對(duì)桿子的上端施加一個(gè)水平向左、向右、

12、斜向下、斜向上。的力，桿還會(huì)保持靜止嗎？當(dāng)然不能，我們可以用力矩這個(gè)概念來(lái)解釋。所以桿也不可能產(chǎn)生這些方向的力。在這種鉸鏈的情況下，如果要桿子保持靜止?fàn)顟B(tài)，桿產(chǎn)生的力的方向一定是沿著桿的方向，通過(guò)鉸鏈，向外或向內(nèi)都可能。F如上圖這種情況，桿子是彎的，我們把這類桿子等同于一個(gè)連接桿的頂端與鉸鏈的桿子，然后用上面的方法進(jìn)行分析。模型2 桿子與墻壁的固定端為插入式這個(gè)模型，當(dāng)你對(duì)桿施加一個(gè)任意方向的力，桿都能夠保持平衡，因此桿產(chǎn)生的作用力方向也可以是任意的，我們要具體問(wèn)題具體分析。由于桿的作用力是一種被動(dòng)的力，其方向由桿的上述性質(zhì)來(lái)判斷，其大小由外部作用力來(lái)判斷。2力的性質(zhì)作為硬質(zhì)輕桿，其為剛質(zhì)，因

13、此當(dāng)外力瞬間撤去，桿的作用力也發(fā)生突變。但如果題目出提高是橡皮質(zhì)桿，則作用力不會(huì)發(fā)生突變。三、摩擦力1大小與方向（1）靜摩擦力。接觸面粗糙，兩個(gè)相互接觸的物體沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)且存在相互擠壓，若他們存在相互運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)（這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)我們可以理解為兩個(gè)物體中的一個(gè)物體在不受摩擦力的情況下，本應(yīng)與另一物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但這種運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有發(fā)生，則一個(gè)物體相對(duì)另一物體存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向與該物體不受摩擦力時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同），則兩個(gè)物體之間存在靜摩擦力。其方向永遠(yuǎn)平行于接觸面，與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。大小可通過(guò)物體的受力得出。 （2）動(dòng)摩擦力。接觸面粗糙，在接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)且存在相互擠壓的的情況

14、下，則兩個(gè)物體之間存在動(dòng)摩擦力。其方向平行與接觸面，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。大小可由公式：Ff=N得出，為摩擦系數(shù)，N為接觸面的支持力。Ff即為動(dòng)摩擦力，也為最大經(jīng)摩擦力。但有的題目中物體之間是否存在相對(duì)滑動(dòng)并不知道，我們一般情況下首先認(rèn)為其靜摩擦力，由受力分析分得出其大小，若該值大于Ff，則物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，為動(dòng)摩擦力，其大小為Ff,再對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行重新判斷。反之為靜摩擦力。其大小即為該值。在這里用幾個(gè)簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行介紹，爭(zhēng)取把上面的情況說(shuō)清楚：模型一3N2N在粗糙的平面上有一個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到水平方向兩個(gè)方向相反的力，大小如圖所示。可以分析，物體如果摩擦力作用，物體則必將向右運(yùn)動(dòng)，

15、因此其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是向右，則其所受摩擦力方向?yàn)橄蜃?。模型二AV1V2B物體A與物體B之間的接觸面粗糙，此時(shí)物體A的速度為V1，物體B的速度為V2,其方向均為水平向右。當(dāng)V1>V2時(shí)，物體A相對(duì)與物體B有向右的運(yùn)動(dòng)，所以物體B對(duì)物體A的摩擦力方向向左，物體A對(duì)物體B的摩擦力方向向右。如果V2<V1，所有的情況相反。2.做功情況就摩擦力而言，其可以做正功，也可以做負(fù)功。而且由于摩擦力產(chǎn)生于兩個(gè)固體的接觸面之間，對(duì)于兩個(gè)物體是一對(duì)作用力與反作用力。摩擦力對(duì)兩個(gè)物體都會(huì)產(chǎn)生影響，而且如果是動(dòng)摩擦力，兩個(gè)物體就存在相對(duì)滑動(dòng)，造成摩擦力對(duì)兩個(gè)物體的做功不同。3對(duì)系統(tǒng)能量的影響在很多題目中，動(dòng)摩擦力

16、作為一種系統(tǒng)的能量損耗而存在，如果我們把握了這一點(diǎn)，很多題目都能較為容易的解出來(lái)。能量之間的轉(zhuǎn)換和傳遞一定伴隨著力的做功。比如說(shuō)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，是重力在做功，這個(gè)過(guò)程是沒(méi)有能量損耗的。一個(gè)帶電顆粒在電場(chǎng)中停頓下來(lái)，是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，這個(gè)過(guò)程也沒(méi)有能量的損耗。一個(gè)物體在傳送帶上由靜止加速到勻速直線運(yùn)動(dòng)，是帶動(dòng)傳送帶的電能，轉(zhuǎn)化為物體物體的動(dòng)能，由于這個(gè)過(guò)程存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有動(dòng)摩擦力做功，所以一定就有能量的損耗。（在這里重點(diǎn)說(shuō)一下，我這里說(shuō)的是動(dòng)摩擦力，靜摩擦力做功是沒(méi)有能量損耗的。還有就是能量是守恒的，我這里提到的能量損耗其實(shí)是指一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能消散掉了。）通過(guò)下面這個(gè)模型來(lái)向大家解釋一

17、下動(dòng)摩擦力造成能量損耗這個(gè)問(wèn)題。ABV物體A質(zhì)量為m，以初速度為V在另一質(zhì)量為M的物體B上滑動(dòng)。物體B上表面粗糙，初始狀態(tài)為靜止放置于光滑水平面上，并且物體B的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，表面摩擦系數(shù)為。來(lái)計(jì)算一下，在兩個(gè)物體達(dá)到速度一致時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)能共損失多少。由動(dòng)量定理：mV=(M+m)V'得出V'=Mv/(M+m)把兩個(gè)物體作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮，有動(dòng)能定理可知，原來(lái)系統(tǒng)所具有的動(dòng)能為：E原=mV2/2后來(lái)系統(tǒng)所具有的動(dòng)能為：E后=M+mV'2/2E后=m2V2/2(M+m)在整個(gè)過(guò)程中，物體A的動(dòng)能發(fā)生了減少，而物體B原本不具有動(dòng)能，后來(lái)獲得了一定的動(dòng)能，這個(gè)之間能量的傳遞就是通過(guò)

18、動(dòng)摩擦力實(shí)現(xiàn)的。但就整個(gè)系統(tǒng)而言，動(dòng)能還是減少了，這個(gè)減少量為：E=E原-E后=MmV2/2(M+m)此處的E是用動(dòng)能定理和動(dòng)量定理解出的，下面我們?cè)購(gòu)幕瑒?dòng)摩擦力做功的角度來(lái)分析。設(shè)從物體A放到物體B上至兩個(gè)物體達(dá)到相同的速度，物體A向前滑動(dòng)的距離為SA，物體B向前滑動(dòng)的速度為SB，由動(dòng)能定理得知WA=SAFf,物體B的動(dòng)能增加量為WB=SBFf。由于存在滑動(dòng)，SA與SB是不相同的，所以WA與WB的大小也是不同的，這也就意味著動(dòng)摩擦力作為媒介進(jìn)行能量傳遞時(shí)并沒(méi)有完全的完成任務(wù)，有一定的能量被損耗了。這個(gè)值就是：E'=（SA-SB）Ff上面是我們通過(guò)兩種方法對(duì)系統(tǒng)能量損耗的分析，E

19、9;與E是否相等？大家可以計(jì)算一下。由上面的推導(dǎo)我們得出，滑動(dòng)摩擦力在能量傳遞時(shí)造成的能量損耗為摩擦力與相對(duì)滑動(dòng)距離的積。4有關(guān)的力在處理摩擦力問(wèn)題的時(shí)候要時(shí)刻記住其與物體之間的接觸壓力密切相關(guān)，如果倆個(gè)物體之間不存在壓力，也就不存在摩擦力。四、電場(chǎng)力1大小及方向電場(chǎng)力的大小為：F=EQE為電荷所處的電場(chǎng)強(qiáng)度，Q為電荷所帶電量。正電荷的受力方向與電力線的方向相同，負(fù)電荷的受力方向與電力線的方向相反。在這里多說(shuō)幾句電場(chǎng)力產(chǎn)生的根源，電荷在電場(chǎng)中之所以會(huì)受力是由于電荷自身產(chǎn)生的電場(chǎng)與外界電場(chǎng)之間產(chǎn)生了相互作用，才會(huì)造成電荷受力的情況。我們這個(gè)公式中的E是指沒(méi)有放入電荷前的電場(chǎng)，即電荷的外部電場(chǎng)，不

20、是指放入電荷后，電荷與外部電場(chǎng)共同作用后而形成的新電場(chǎng)。這是所有場(chǎng)力所共有的特點(diǎn)，比如重力，因此電場(chǎng)力與重力有很多的相似之處，電場(chǎng)力公式中，電場(chǎng)強(qiáng)度E對(duì)應(yīng)了重力系數(shù)g，電荷Q對(duì)應(yīng)了質(zhì)量m，EQd對(duì)應(yīng)了電場(chǎng)能，mgh對(duì)應(yīng)了重力勢(shì)能。2做功與能量的情物體在電力線的方向存在位移，電場(chǎng)力就會(huì)做功。同時(shí)造成物體電勢(shì)能的改變，這一點(diǎn)我們也可以參考重力與重力勢(shì)能的關(guān)系來(lái)理解，電場(chǎng)力做正功時(shí)，電勢(shì)能減少，反之電勢(shì)能增加。五、洛倫茨力1大小及方向洛倫茨力的大小服從公式;F=QVBF:電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的大小，V電荷在垂直于磁場(chǎng)方向的速度，B磁感應(yīng)強(qiáng)度。方向服從左手定則。2特點(diǎn)介紹由于洛倫茨力總是與速度方向

21、垂直，因此洛倫茨力是一種理想的向心力，在題目中也經(jīng)常以向心力的形式存在。因此解此類問(wèn)題時(shí)經(jīng)常會(huì)用到這樣的聯(lián)立公式：mV2r=QBV這個(gè)公式表示電荷所受的向心力為洛倫茨力，并且公式兩邊的V是可以約去的，得到公式為：mVr=QB這個(gè)公式同學(xué)們就可以更加直觀的了解在洛侖磁力充當(dāng)向心力時(shí)，各個(gè)物理量之間的關(guān)系。但第二個(gè)公式我不建議同學(xué)們記住，因?yàn)槿绻@種公式都要記住的話物理學(xué)習(xí)就太復(fù)雜了，同學(xué)們只要知道第一個(gè)公式是如何得到的，列出第一個(gè)公式就能夠得到第二個(gè)公式了。由于洛倫茨力總是與速度方向垂直，因此其永遠(yuǎn)不會(huì)做功。無(wú)論電荷在磁場(chǎng)中采用何種運(yùn)動(dòng)軌跡，圓周運(yùn)動(dòng)還是非圓周運(yùn)動(dòng)，我們都不需要考慮洛倫茨力的做功

22、問(wèn)題。也可以說(shuō)當(dāng)電荷僅受洛倫茨力時(shí)其動(dòng)能是保持不變的。而且在高中階段，洛倫茨力是唯一一種與物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的力，因此我們?cè)趯?duì)磁場(chǎng)中的電荷進(jìn)行受力分析時(shí)，電荷的速度是受力分析的一個(gè)關(guān)鍵因素。3一種典型題目在高中階段有一種典型的題目，如下圖所示：這類問(wèn)題的特點(diǎn)是一個(gè)電荷在電場(chǎng)中加速或減速后，甚至做拋物運(yùn)動(dòng)，沖入磁場(chǎng)，往往會(huì)讓我們求解其達(dá)到另一面屏幕的位置，或者，電荷的初速度大小，電場(chǎng)的強(qiáng)度等等。這類問(wèn)題看似很難，其實(shí)大體思路基本相同。比如達(dá)到另一屏幕最遠(yuǎn)等等。這些問(wèn)題我們首先要對(duì)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡有個(gè)大體的認(rèn)識(shí)，即圓周運(yùn)動(dòng)半徑的大小應(yīng)該是多少，這里多少會(huì)用到一些幾何的知識(shí)。其次電荷從電場(chǎng)過(guò)度到

23、磁場(chǎng)的瞬間，關(guān)鍵的物理量是電荷的此時(shí)速度。這個(gè)速度我們能夠通過(guò)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的改變求出，或者反推出電場(chǎng)強(qiáng)度等量，而這個(gè)速度又決定了電荷在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)半徑，也就直接決定了電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此在應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題時(shí)這個(gè)中間的速度量是關(guān)鍵，無(wú)論題目如何變化，只要是這類問(wèn)題，我們都要首先知道這個(gè)速度的大小和方向。六、安培力1大小與方向安培力的大小服從公式：F=BILF為導(dǎo)體所受安培力的大小，B為磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為通過(guò)導(dǎo)體的電流，L為導(dǎo)體垂直于磁力線方向的長(zhǎng)度。其實(shí)安培力為洛倫茨力的一種宏觀表現(xiàn)形式，因此安培力也服從左手定則。除了左手定則，安培力還有一種方向的判定方法，即安培力的方向永遠(yuǎn)是阻

24、止磁通量改變的方向，這個(gè)判定方法的優(yōu)點(diǎn)是我們不需要知道磁力線的方向就可以判斷安培力的方向。如下面這個(gè)模型：在一個(gè)絕對(duì)光滑的水平面上防止這一條金屬項(xiàng)鏈，一塊磁鐵在其正上方逐漸下落，問(wèn)項(xiàng)鏈?zhǔn)菓?yīng)該向內(nèi)逐漸收縮還是向外逐漸膨脹。這道提如果用左手定則來(lái)判斷就較為復(fù)雜，要考慮到磁鐵是S極還是N極向下兩種情況，但如果用我說(shuō)的第二種方法，當(dāng)磁鐵逐漸下落時(shí)，其磁極更加貼近項(xiàng)鏈，磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度更強(qiáng)。而磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度和閉合導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的面積有關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變大的時(shí)候，要阻止磁通量的變大，只能是較少自身的面積。2做功情況安培力可以做正功也可以是負(fù)功，但有一點(diǎn)題外話要說(shuō)，無(wú)論安培力做怎樣的功，導(dǎo)體所獲得的動(dòng)

25、能最終還是來(lái)自于電源的能量，磁場(chǎng)本身不提供能量。這一點(diǎn)有興趣的同學(xué)可以往更深層的去挖掘，從洛倫茨力的角度發(fā)現(xiàn)安培力在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承擔(dān)的是怎樣的一種角色。從而發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)與電場(chǎng)之間的故事。七、重力1.大小和方向重力的大小為G=mg，不同的星球其重力加速度也是不一樣的。（個(gè)別題目，我們還要考慮到地球自身不是規(guī)則的球體，其極半徑小于赤道半徑，因此在地球上的不同位置，其重力加速度也有所不同）。一般情況下認(rèn)為重力是豎直向下的（個(gè)別題目還要考慮到地球自轉(zhuǎn)的影響，除赤道和兩極外，重力在其他緯度方向與地心方向會(huì)有一個(gè)極小的角度，角度的大小與所處的緯度有關(guān)）。2.能量與做功情況物體在豎直方向有運(yùn)動(dòng)就會(huì)有重力做工，豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做負(fù)功，此時(shí)重力勢(shì)能增加，反之重力勢(shì)能減少，因此重