高考物理二輪復(fù)習(xí) 微專題八 平面幾何在高中物理中的應(yīng)用課件

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1、微專題八平面幾何在高中物 理中的應(yīng)用-2-高中物理教學(xué)中離不開平面幾何知識(shí),特別是物體的平衡問題、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、光的反射折射等問題,都常會(huì)用到平面幾何知識(shí),故我們?cè)谇蠼庥嘘P(guān)問題時(shí)如能恰當(dāng)運(yùn)用平面幾何知識(shí)往往會(huì)收到意想不到的效果。從近些年的浙江省選考試題分析來看,主要有以下兩種題型。-3-運(yùn)用相似三角形性質(zhì)巧解物理問題運(yùn)用相似三角形性質(zhì)巧解物理問題對(duì)應(yīng)角相等、對(duì)應(yīng)邊成比例的兩個(gè)三角形叫做相似三角形。有時(shí)解決物理問題可以運(yùn)用相似三角形的一些性質(zhì)對(duì)應(yīng)角相等;對(duì)應(yīng)邊成比例;對(duì)應(yīng)的垂線、中線、角平分線成比例等,可以巧解物理問題。主要用在共點(diǎn)力平衡問題上。-4-【例1】(20

2、16年10月浙江選考,13)如圖所示質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l。O點(diǎn)與小球B的間距為 l,當(dāng)小球A平衡時(shí)。懸線與豎直方向夾角=30,帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則()-5-答案:B -6-【例2】如圖,墻上有兩個(gè)釘子a和b,它們的連線與水平方向的夾角為45,兩者的高度差為L(zhǎng)。一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點(diǎn),另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩子距a-7-答案:C 對(duì)結(jié)點(diǎn)c分析,將Fa和Fb合成為F,根據(jù)平衡條件和三角函數(shù)關(guān)系得Fc=m2g=F,Fb=m1g

3、,-8-運(yùn)用圓的幾何性質(zhì)巧解物理問題運(yùn)用圓的幾何性質(zhì)巧解物理問題有時(shí)解決物理問題可以運(yùn)用圓的性質(zhì),例如:垂直于弦的直徑平分這條弦,并且平分弦所對(duì)的弧;直徑所對(duì)的圓周角是直角;圓的切線垂直于過切點(diǎn)的直徑等。主要應(yīng)用在帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)這類高難問題。-9-【例3】(2016年4月浙江選考,22)如圖為離子探測(cè)裝置示意圖。區(qū)域、區(qū)域長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.10 m,高均為H=0.06 m。區(qū)域可加方向豎直向下、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),區(qū)域可加方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。區(qū)域的右端緊貼著可探測(cè)帶電粒子位置的豎直屏。質(zhì)子束沿兩板正中間以速度v=1.0105 m/s水平射入,質(zhì)子比荷近似為 =1

4、.0108 C/kg。(忽略邊界效應(yīng),不計(jì)重力)-10-(1)當(dāng)區(qū)域加電場(chǎng)、區(qū)域不加磁場(chǎng)時(shí),求能在屏上探測(cè)到質(zhì)子束的外加電場(chǎng)的最大值Emax;(2)當(dāng)區(qū)域不加電場(chǎng)、區(qū)域加磁場(chǎng)時(shí),求能在屏上探測(cè)到質(zhì)子束的外加磁場(chǎng)的最大值Bmax;(3)當(dāng)區(qū)域加電場(chǎng)E小于(1)中的Emax,質(zhì)子束進(jìn)入?yún)^(qū)域和離開區(qū)域的位置等高,求區(qū)域中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與區(qū)域中的電場(chǎng)強(qiáng)度E之間的關(guān)系式。分析:(1)粒子在電場(chǎng)區(qū)域做類平拋運(yùn)動(dòng),在區(qū)域中做勻速直線運(yùn)動(dòng),類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度的反向延長(zhǎng)線通過水平分位移的中點(diǎn),結(jié)合類平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式列式求解。(2)粒子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出臨界軌跡,得到臨界軌道半徑,然后根據(jù)牛頓第二定律列式分析。(3)畫出軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系、類平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式、牛頓第二定律列式后聯(lián)立求解。-11-解析:(1)畫出軌跡,如圖所示: -12-(2)畫出軌跡,如圖所示: -13-(3)畫出軌跡,如圖所示: