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《牛頓第二定律微分形式在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、牛頓第二定律微分形式在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用摘要：牛頓第二定律是動力學(xué)基礎(chǔ)，它是學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)過程中必須掌握的處理物理問題的第一種力法，也是解決高中物理問題最基本的方法之一，要求每一位學(xué)生認(rèn)真地掌握好。關(guān)鍵詞：牛頓第二定律；電磁感應(yīng)；瞬時性牛頓第二定律是動力學(xué)基礎(chǔ)，從新課程中課本內(nèi)容的安排上是對前面三章所學(xué)內(nèi)容的綜合運用。它是學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)過程中必須掌握的處理物理問題的第一種方法，也是解決高屮物理問題最基本的方法之一，要求每一位學(xué)生認(rèn)真地掌握好。在新課的教學(xué)過程中我們都會給學(xué)生強調(diào)：牛頓第二定律具有瞬時性，即物
2、體在某一時刻或某一位置可以用牛頓第二定律列式，而要對傘過程用牛頓第二定律列式求解時物體必須是做勻變速直線運動?？墒窃凇峨姶鸥袘?yīng)》一章的學(xué)習(xí)中確實又常碰到安培力是變力的有關(guān)物理習(xí)題，而且有一定的難度。那這類習(xí)題應(yīng)該怎樣處理呢？在這里通過幾個例題以達(dá)拋磚引玉之用。暫且把形式F=mAv/At叫做牛頓第二定律的微分形式。這里也就是說這種形式的運用。1.如圖所示，很長的光滑磁棒豎直固定在水平詘上，在它的側(cè)妞有均勻向外的輻射狀的磁場。磁棒外套有一個質(zhì)量均勻的圓形線圈，質(zhì)量為m，半徑為R,電阻為r，線圈所在磁場處的磁感應(yīng)強度為
3、B。讓線圈從磁棒上端由靜止釋放沿磁棒下落，經(jīng)一段時間與水平面相碰并反彈，線圈反彈速度減小到零后乂沿磁棒下落，這樣線圈會不斷地與水平面相碰下去，直到停留在水平面上。已知第一次碰后反彈上升的時間為tl，下落的時間為中電流磁場的影響。t2,重力加速度為g，不計碰撞過程中能量損失和線求：(1)線圈第一次下落過程中的最大速度um。某一截面(2)第一次與水平面碰后上升到最高點的過程屮通過線的電量q。(3)線圈從第一次到第二次與水平面相碰的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。點評：本題利用牛頓第二定律表達(dá)式中加速度的定義式的變形式△v=aA
4、t,然后對AV進(jìn)行求和就可以得到V的值，對At進(jìn)行求各和就可以得到時間t的值，利用zh=VAt可以得到位移的值。利用Aq=IAt計算通過導(dǎo)體某一截面的電荷量。1.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一邊長為L、質(zhì)量為m,電阻為R的正方形線框在豎直句下的勻強重力場和水平方14的磁場組成的復(fù)合場以初速度vO水平拋出。磁場方向與線框平面垂直，磁場的磁感應(yīng)強度隨豎直向下的z軸按B=BO+kz的規(guī)律均勻增大。已知重力加速度為g。求：(1)線框豎直方向速度為vl時，線框中瞬時電流的大?。?2)線框在復(fù)合場中運動的最人電功率；(3)若線框
5、從開始拋出到瞬時速度大小達(dá)到v2所經(jīng)歷的時間為t,那么線框在時間t內(nèi)的總位移大小為多少。點評：第(3)問，對時間求和時就得到總時間，而對Z方向的位移進(jìn)行求和時就可以得到Z軸方向上的位移。當(dāng)然這是微積分的雛形，高中物理教材中是?］有出現(xiàn)用微積分求物理問題的。但是求各思想是在推導(dǎo)位移公式時就己經(jīng)出現(xiàn)這種數(shù)學(xué)方法了，當(dāng)時教學(xué)時我們都告訴學(xué)生這是微元法，學(xué)生掌握了這種方法后，我想這種方法出現(xiàn)也是可以的，學(xué)生掌握起來也是很容易的?？傊谶@些應(yīng)用的例子中我們可以發(fā)現(xiàn)牛頓第二定律在這類習(xí)題的求解過程屮，一定耍想一切辦法將變化
6、的力或其他的物理量化變?yōu)椴蛔?，這就要對過程進(jìn)行無限地細(xì)分，直到將變的量化為不變的量。然后又將這樣的關(guān)系對其進(jìn)行求和，有需要重組的就進(jìn)行重組，然后對其進(jìn)行求和就可以得到其他的物理量，使所要解決的問題會順利得到解決。參考文獻(xiàn)：[1]唐瓊.相對論問題屮的“絕對”[J].科技信息，2010(6).[2]朱正和，傅依備，蒙大橋，等.原子質(zhì)量的相對論效應(yīng)和應(yīng)用[J].中國工程科學(xué)，2011(1).
