刊名: 教育研究
Educational
Research
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:
2-277
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历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979
该刊被以下数据库收录:
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD—2004)
核心期刊:
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中文核心期刊(1992)
动能定理的分量式应用探究
【作者】 张志宇
【机构】 陕西省南郑中学
【摘要】【关键词】
笔者从事高中物理教学25年来,对中学物理的知识体系不能说非常精通、独到,但也可以说是熟悉和了然于胸。然而,最近的一次高二年级的月考试题,一个有关动能定理应用的试题解法,却在同事间引起了争议。下面就这个问题的情况阐述如下:
试题:(12分)一个初速度为零的电子通过电压为U=4500V的电场加速后,从C点沿水平方向飞入电场强度为E=1.5×105V/m的匀强电场中,到达该电场中另一点D时,电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°,如图所示.试求C、D两点沿电场强度方向的距离y.
原解:电子加速过程
由eU=■mv02……………………………………………2分
得v0=■……………………………………………1分
在竖直方向
vy=v0tan300=at……………………………………2分
a=■………………………………………………2分
得 t=■■…………………………………………2分
CD两点沿场强方向的距离
y=■at2=■…………………………………………2分
代入数据解得
y=■m=10-2m………………………………1分
解法探究:
解法一:
电子在加速电场中加速,加速过程有
eU=■mv02………………………………………………3分
电子在偏转电场中到达D点时由速度的分解
在竖直方向有………………………………2分
CD两点沿场强方向上由动能定理有
…………………………………………3分
由以上各式联立可得CD两点沿场强方向的距离
………………………………………………2分
代入数据解得
y=■m=10-2m…………………………………2分
解法二:
电子在加速电场中加速,加速过程由
eU=■mv02………………………………………3分
电子在偏转电场中到达D点时由速度的合成有
……………………………………………2分
电子在CD两点间由动能定理有
…………………………………3分
由以上各式联立可得CD两点沿场强方向的距离
………………………………………………2分
代入数据解得
y=■m=10-2m…………………………………2分
以上就是对这个问题的一些解法。现在的问题是,解法二的整体法是大家公认的毫无疑问,而解法一的分量式却引起了不同的争议,其中v0方向动能不变,而沿电场方向动能发生变化。回顾牛顿第二定律,我们在其具体的应用时,既有其分量式,又有其整体法。所以同理可见,笔者认为,动能定理在其应用上,也应该既有整体法,又有分量式,关键是要理清所求的问题,只要是应用动能定理,那么整体法和分量式都能够成立!即应该有以下两种形式:
整体法:WF合=
分量式:WFx= ; WFy=
以上就是笔者的所见、认识,若有不妥之处,还请各位同仁斧正。
作者简介:张志宇,男,现年49岁,中学高级2级,03年南郑县优秀教师,多年从事毕业班教学和班主任工作