于千万题中遇见你所遇见的题,简单
物理学有个终极的研究目的,就是五花八门、包罗万象地各种现象,物理学只在寻求它们背后的简单,追求共性、极尽相通。
不可能,也绝无必要,每一个现象、每一个问题都要特殊化地建立一套体系、一个解决办法,恰恰相反,物理学追求的,是千万现象、千万问题之中,解决只需一法。
例如2020年北京卷的第19题,有同学说,这个柱面有些晕。事实上它仍然是传统老模型。什么模型?不说!其实高中物理中的一些模型并不是模型,不过是解决问题时模型的显化,你想想,见到个事情就模型一下子,再见到再模型一下子,那岂不是把物理学撑死了?物理学中没多少模型,不能见到个东西就建立模型的。
仍然回到第19题。先说个别的题。
如图,螺旋管道内径均匀,内壁光滑,螺距均为,共有5圈,螺旋横截面的半径,管道半径比管道内径大得多。一小球自管道端从静止开始下滑,求它到达B端时的速度大小和所用的时间。
把螺旋管道拉直,相当于一个斜面,斜面高为,底边长。则,得;时间。
把曲线拉成直线,自然能把曲面压成平面。两个题是一回事儿。
2020北京第19题-(2).如图甲所示,真空中有一长直细金属导线,与导线同轴画出一半径为的圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子,已知电子质量为,电荷量为。不考虑出射电子间的相互作用。
沿柱面位置放置一个弧长为、长度为的金属片,如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为,电子流对该金属片的压强为。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。
金属导线发射电子后,确实在空间辐射状分布,但在圆柱面附近,取,圆柱面附着的一个薄层压平后,是一个平面,且电子发出一直匀速,单位体积内电子数在圆柱面处处都相同。
设单位体积内电子数为,则
面上,
面上对电子薄层使用动量定理,有
单位长度导线上发出的电子,这些电子都附着在圆柱面薄层上
得
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