高中物理论文：解读“时间极短” .doc

解读“时间极短”在力学的综合问题中，常遇到时间极短的物理情景，对它的理解往往是解决此类物理问题的关键，本文就对时间极短问题的理解结合实际物理情景展开探讨一、系统外力可忽略图1时间极短常出现在物体的碰撞过程中由于碰撞过程物体间力的作用时间极短，系统的内力远大于外力，因而外力可以忽略不计，系统满足动量守恒，即此外，如：爆炸、子弹打木块、绳子突然绷紧等都因力的作用时间极短满足动量守恒例1 如图所示，质量m的子弹以初速度v0水平射入放在光滑水平面上质量M的木块，子弹射入木块一定深度后便随木块一起运动，求木块最终速度解析：由于子弹打木块过程中力的作用时间极短，系统的内力远大于外力，满足动量守恒：，所以：木块最终的速度 ，方向与v0一致tv0图2二、物理量的变化量可忽略在物体的运动过程中，比如：弹簧弹力、位移、电流和电压等物理量会随时间发生变化，如果物体运动时间极短，则这些物理量的变化量极小，可忽略不计，即可看作物体在极短时间内物理量保持不变图利用这种思想方法我们可以得出：在如图2所示图象中时间极短时，速度变化量可忽略，即物体在时间内做匀速直线运动物体在时间内位移大小等于图线与横坐标在该段时间内围成的面积大小以此类推，物体在整段运动时间内的位移大小等于图线在对应时间内与横坐标所围成的面积 例2 如图3所示的装置，灯丝K发出的所有电子，经过u=Umsint+U0的电压加速后 (U0U保证电子被加速)，从小孔S进入磁感应强度为B的垂直于纸面向外的匀强磁场中，偏转后都能打在萤光屏EF上使它发出萤光，EF与加速电极CD在同一条直线上.若电子在加速电场中运动的时间极短，电子离开灯丝时的初速度为零，电子的电量为e，质量为m求（1）加速电压最大值和最小值；（2）EF发光部分的长度解析：电子进入加速电场的过程中，加速电场的电压随时间变化，但“电子在加速电场中运动的时间极短”，所以可认为电压在该电子打出电场的这段时间内保持不变，即物体做匀加速运动所以加速电压最大值为Um+U0，最小值为U0-Um 即可求出电子进入磁场前的最大、最小速度值，进而求出电子的圆周运动最大、最小半径分别为Rmax=；Rmin=，因此发光部分长度d=2Rmax-2Rmin=(-)三、物理过程可忽略如果某物理过程所用时间极短，也可理解为该过程可忽略。图43.1在两系统间发生热交换时，如果所用时间极短，则系统间的热交换极少，热交换过程可忽略例3 如图4所示的装置用打气筒向容器中打气到一定压强，稳定后读出灵敏温度计的读数打开卡子，气体迅速冲开胶塞，温度将会明显降低可理解为：由于气体冲胶塞作用时间极短，气体热交换可忽略不计，因此Q=0，而W为负，根据U=Q+W，所以U必然为负，即气体内能减小，温度降低3.2子弹打木块过程中，如果子弹穿木块时间极短，则木块在子弹穿过它的时间内运动过程可忽略图5例4 如图5所示，用细线悬挂一质量为M的木块，木块静止现有一质量为m的子弹以速度v0自左侧水平地射穿木块，若子弹穿过木块的过程时间很短，且穿透后子弹的速度为v求：木块能摆到的最大高度解析：木块的运动由两个过程组成：子弹穿过木块和木块获得速度后上摆实际过程两者应同时发生，但子弹穿过木块的过程时间极短，可认为子弹在穿过木块的过程只获得一定的速度，而未发生运动，即该过程可以被忽略由子弹穿木块过程可得：，；而木块上摆过程满足机械能守恒，所以：，