一道復(fù)合場(chǎng)題的思考

張更新

新課程高考試卷一個(gè)突出的特點(diǎn)是越來越重視對(duì)學(xué)生能力的考查.出題人往往設(shè)計(jì)出一些新穎的情景或物理過程，讓一些平常不注重能力訓(xùn)練的學(xué)生無所適從，這也是導(dǎo)致部分考生失分的主要原因之一.但萬變不離其蹤，只要我們能審清題意，挖透物理情景或過程，運(yùn)用類比的方法進(jìn)行思考并能聯(lián)系熟知的物理情景或過程，思路往往會(huì)有柳暗花明又一村，從而達(dá)到事半功倍的效果.

2010年北京四校聯(lián)考物理卷中有這么一道題：

一根長為L的絲線吊著一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線與豎直方向成37.角.現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔儯豢紤]因電場(chǎng)的改變而帶來的其它影響（重力加速度為g），求：

（1） 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小？

（2） 求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力？

該題屬復(fù)合場(chǎng)問題，第一小題由受力分析很容易求出結(jié)論.但在第二個(gè)問題學(xué)生思路上容易卡殼，不知從何入手，思維上茫然無措.其實(shí)如果將該題中的電場(chǎng)去掉，便是學(xué)生非常熟悉的重力場(chǎng)問題.小球由A點(diǎn)靜止釋放，在絲線的拉力和重力的共同作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).絲線的拉力方向總與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，滿足機(jī)械能守恒定律的條件，所以mgL（1-cosθ）=mv2/2①.

因小球做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力和重力的合力提供向心力，所以有：F-mg=mv2L②.

由①、②兩式綜合不難得出結(jié)果.但本題中除重力場(chǎng)外還有電場(chǎng)該怎么處理？認(rèn)真思考分析，電場(chǎng)力的方向豎直向下和重力方向完全相同.不難想象由于電場(chǎng)力的作用，本題中相當(dāng)于小球受的重力增大，分析處理過程應(yīng)該和只有重力場(chǎng)的情形完全一樣，只不過力的大小不同而已.真正理解了該題的情景，對(duì)比重力場(chǎng)不難列出關(guān)系式：mgL（1-cosθ）+EqL（1-cosθ）=12mv2③，endprint

新課程高考試卷一個(gè)突出的特點(diǎn)是越來越重視對(duì)學(xué)生能力的考查.出題人往往設(shè)計(jì)出一些新穎的情景或物理過程，讓一些平常不注重能力訓(xùn)練的學(xué)生無所適從，這也是導(dǎo)致部分考生失分的主要原因之一.但萬變不離其蹤，只要我們能審清題意，挖透物理情景或過程，運(yùn)用類比的方法進(jìn)行思考并能聯(lián)系熟知的物理情景或過程，思路往往會(huì)有柳暗花明又一村，從而達(dá)到事半功倍的效果.

2010年北京四校聯(lián)考物理卷中有這么一道題：

一根長為L的絲線吊著一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線與豎直方向成37.角.現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔儯豢紤]因電場(chǎng)的改變而帶來的其它影響（重力加速度為g），求：

（1） 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小？

（2） 求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力？

該題屬復(fù)合場(chǎng)問題，第一小題由受力分析很容易求出結(jié)論.但在第二個(gè)問題學(xué)生思路上容易卡殼，不知從何入手，思維上茫然無措.其實(shí)如果將該題中的電場(chǎng)去掉，便是學(xué)生非常熟悉的重力場(chǎng)問題.小球由A點(diǎn)靜止釋放，在絲線的拉力和重力的共同作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).絲線的拉力方向總與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，滿足機(jī)械能守恒定律的條件，所以mgL（1-cosθ）=mv2/2①.

因小球做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力和重力的合力提供向心力，所以有：F-mg=mv2L②.

由①、②兩式綜合不難得出結(jié)果.但本題中除重力場(chǎng)外還有電場(chǎng)該怎么處理？認(rèn)真思考分析，電場(chǎng)力的方向豎直向下和重力方向完全相同.不難想象由于電場(chǎng)力的作用，本題中相當(dāng)于小球受的重力增大，分析處理過程應(yīng)該和只有重力場(chǎng)的情形完全一樣，只不過力的大小不同而已.真正理解了該題的情景，對(duì)比重力場(chǎng)不難列出關(guān)系式：mgL（1-cosθ）+EqL（1-cosθ）=12mv2③，endprint

新課程高考試卷一個(gè)突出的特點(diǎn)是越來越重視對(duì)學(xué)生能力的考查.出題人往往設(shè)計(jì)出一些新穎的情景或物理過程，讓一些平常不注重能力訓(xùn)練的學(xué)生無所適從，這也是導(dǎo)致部分考生失分的主要原因之一.但萬變不離其蹤，只要我們能審清題意，挖透物理情景或過程，運(yùn)用類比的方法進(jìn)行思考并能聯(lián)系熟知的物理情景或過程，思路往往會(huì)有柳暗花明又一村，從而達(dá)到事半功倍的效果.

2010年北京四校聯(lián)考物理卷中有這么一道題：

一根長為L的絲線吊著一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線與豎直方向成37.角.現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔儯豢紤]因電場(chǎng)的改變而帶來的其它影響（重力加速度為g），求：

（1） 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小？

（2） 求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力？

該題屬復(fù)合場(chǎng)問題，第一小題由受力分析很容易求出結(jié)論.但在第二個(gè)問題學(xué)生思路上容易卡殼，不知從何入手，思維上茫然無措.其實(shí)如果將該題中的電場(chǎng)去掉，便是學(xué)生非常熟悉的重力場(chǎng)問題.小球由A點(diǎn)靜止釋放，在絲線的拉力和重力的共同作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).絲線的拉力方向總與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，滿足機(jī)械能守恒定律的條件，所以mgL（1-cosθ）=mv2/2①.

因小球做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力和重力的合力提供向心力，所以有：F-mg=mv2L②.

由①、②兩式綜合不難得出結(jié)果.但本題中除重力場(chǎng)外還有電場(chǎng)該怎么處理？認(rèn)真思考分析，電場(chǎng)力的方向豎直向下和重力方向完全相同.不難想象由于電場(chǎng)力的作用，本題中相當(dāng)于小球受的重力增大，分析處理過程應(yīng)該和只有重力場(chǎng)的情形完全一樣，只不過力的大小不同而已.真正理解了該題的情景，對(duì)比重力場(chǎng)不難列出關(guān)系式：mgL（1-cosθ）+EqL（1-cosθ）=12mv2③，endprint