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《高中物理破題致勝微方法（揭開天體運動中的秘密）5 用對稱法求解曲線運動等問題（答案不全）》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、用對稱法求解曲線運動等問題由于物質世界存在某些對稱性，使得物理學理論也具有相應的對稱性，從而使對稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中.應用這種對稱性它不僅能幫助我們認識和探索物質世界的某些基本規(guī)律，而且也能幫助我們去求解某些具體的物理問題，這種思維方法在物理學中稱為對稱法.利用對稱法分析解決物理問題，可以避免復雜的數(shù)學演算和推導，直接抓住問題的實質，出奇制勝，快速簡便地求解問題.本節(jié)主要講解用對稱法在求解曲線運動、天體運動等問題中的靈活運用。一、經典例題1．如圖所示，在離地面高為h，離豎直墻的水平距離為s1處，有一個彈性小球以速度v0向墻水平拋出，與墻發(fā)生彈性
2、碰撞落到地面上，求落地點與墻的距離s2.2．有一斜面和豎直放置、半徑為2.5m的半圓環(huán)組成的光滑軌道，如圖所示。要在水平面C點拋出一小球，使它在半圓環(huán)的最高點A處水平進入環(huán)形軌道，再沿斜面上升到10m高的B點，不計空氣阻力，CD距離應為多少，應以多大的速度拋出小球？（g取10m/s2）總結：若用平面鏡代替墻面，則小球碰撞后像的運動，好像小球在做沒有墻面的繼續(xù)運動，像的運動與物的運動對鏡面是對稱的，這種處理力學問題的方法稱為鏡像法。由于運動的正、逆過程具有對稱性，故常根據(jù)運動的逆過程列式。鏡像法、正、逆過程具有對稱性去解題實質都是對稱法在求解曲線運動中的體現(xiàn)，此外還
3、有其他對稱性可以推廣到不同的題型去破解某一類型的問題。二、相關練習題1．從高h=40m的墻頂，以初速m/s把一個光滑彈性小球沿水平方向對著相距L=4m的另一個建筑物A的豎直墻拋出，如圖所示，小球從拋出起直至落到地面，與A墻相碰多少次？2．如圖所示的白色圓盤上，有三個形狀相同、彼此間隔相等、勻稱分布的黑色長條。在一轉速連續(xù)可調的直流電機的驅動下，盤可以繞通過圓心并垂直于盤面的軸順時針轉動?，F(xiàn)通過50Hz交變電流的日光燈照明（日光燈發(fā)光時，光強隨電流強度大小的變化而出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象），并使圓盤轉速由零開始緩慢增加，則在盤面上先后呈現(xiàn)以下圖形：（1）12個黑色長條均勻的分布
4、在盤面上；（2）6個黑色長條均勻的分布在盤面上；（3）3個黑色長條均勻的分布在盤面上；分別求出上述三種情景圖形第一次出現(xiàn)時圓盤的角速度。3．沿水平方向向一堵豎直光滑的墻壁拋出一個彈性小球A，拋出點離水平地面的高度為h，距離墻壁的水平距離為s，小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞后，落在水平地面上，落地點距墻壁的水平距離為2s，如圖所示.求小球拋出時的初速度.4．如圖所示，在水平面上，有兩個豎直光滑墻壁A和B，間距為d，一個小球以初速度從兩墻正中間的O點斜向上拋出，與A和B各發(fā)生一次碰撞后正好落回拋出點O，求小球的拋射角.5．用一輕質彈簧把兩塊質量各為M和m的木板連接起來，放在水
5、平上，如圖所示，問必須在上面木板上施加多大的壓力F，才能使撤去此力后，上板跳起來恰好使下板離地？6．如圖所示，在質量為M的無下底的木箱頂部用一輕彈簧懸掛質量均為m(M≥m)的A、B兩物塊，箱子放在水平地面上，平衡后剪斷A、B間細線，此后A將做簡諧運動.當A運動到最高點時，木箱對地面的壓力為（）A.MgB.(M-m)gC.(M+m)gD.(M+2m)g7．(鏡物對稱)如圖所示，設有兩面垂直于地面的光滑墻A和B，兩墻水平距離為1.0m，從距地面高19.6m處的一點C以初速度為5.0m/s，沿水平方向投出一小球，設球與墻的碰撞為彈性碰撞，求小球落地點距墻A的水平距
6、離.球落地前與墻壁碰撞了幾次?(忽略空氣阻力)8．(2016年全國新課標3）【題號：3200003062】平面OM和平面ON之間的夾角為30°,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強磁場,磁感應強度大小B,方向垂直于紙面向外.一帶電粒子的質量為m,電荷量為q(q>0).粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點向左上方射入磁場,速度與OM成30°角.已知該粒子在磁場中的運動軌跡與ON只有一個交點,并從OM上另一點射出磁場.不計重力.粒子離開磁場的出射點到兩平面交線O的距離為()A.B.C.D.三、練習題答案1．答案：4次。2．答案：；；解析：由于交變電流的頻
7、率是50Hz，因此日光燈每次閃爍一次的時間是；由于圓盤轉速由零開始緩慢增加，且本題所求為第一次出現(xiàn)圖形時圓盤的角速度，故所求角速度為出現(xiàn)此圖形時圓盤的最小角速度。（1）由于12個黑色長條對稱的分布在盤面上，說明每經過時間，圓盤轉過的角度為對應的角速度為；（2）由于六個黑色長條對稱的分布在盤面上，說明每經過時間，圓盤轉過的角度為，對應的角速度為；（3）由于3個黑色長條對稱的分布在盤面上，說明每經過時間，圓盤轉過的角速度為，對應的角速度為。3．答案：【解析】因小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞，故與墻壁碰撞前后入射速度與反射速度具有對稱性，碰撞后小球的運動軌跡與無墻壁阻擋時小球繼
8、續(xù)前進的軌
