“F1-F2”有可能

第 28卷总第367期 2010年第 1期(上半月) 物 理 教 学 探 讨 Journal of Physics Teaching Vo1．28 N0'367 (S) 1．2010 ．37． “F1一 F2，， 有可能 有 日J首彦 姜振环 杭州市余杭高级中学，浙江省 杭州市 311100 本刊 2008年第 11期上半月刊登了《“F。一 F2”有可能吗?》的讨论一文。讨论的问题如下： 两个带电量不相等的相同金属小球，当相距一定 的距离时，其相互作用力为F。，若两个小球接触 后再分开，并保持原来的距离不变，它们之间的 作用力变为F2。请问“F。=F2”吗?理由是什么? 原作者分两种情况讨论，结果是：(1)小球 带同种电荷时，F。不可能等于 F2。(2)小球带异 种电荷时，分两种情况：①F。不可能等于 F。， ②F。可能等于 F2。 对于本问题的关键在于不能先人为主地认 为两个小球电荷量的平均中心位置问的距离一 定不变。如果在两个小球电荷量的平均中心位置 间的距离发生变化的情况下：(1)小球带同种电 荷，F，可能等于 F2。(2)小球带异种电荷，F。也 可能等于 F2。 (1)小球带同种电荷时 两小球接触前： F 一 "-Z-TQ2 - ，如图 1所示。 肫 动的物体缸 轴方向的分运 T_ 2丌 可得弹簧振子的周期公式为 动是 简谐运动 愚 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ 小 釜 警 T一 小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下 、／惫 的振动，叫做简谐运动。简谐运动的回复力的规 式中的七是弹簧的劲度系数，m是振子的质量。 律用公式表示为 F一一kx。 3 单摆的简谐运动周期 由 =一 z(式中志 一删 。)知做匀速圆周 单摆的回复力的表示式为 F一一 ，也就 运动的物体，在 轴方向的分运动是简谐运动。 1．4 简谐运动的周期公式 是说 = ，将是= 代入简谐运动的周期公 由于圆周运动的周期为 T一 ，所以在 z 式 T 一 2 ，有：T：2丌 ／ ：2玎压 ： 轴方向酌分运动的周期也是T： 。 √警 由忌 一舢z得∞一 ，把∞： 代入 2玎√ ’所以单摆的周期公式为T=2 √ " " 式中的L为摆长，g为重力加速度。 T= 得 丁一 2 _ ∞3=2 √等一2丌√ ，则在 用圆周运动的分解不仅可以得出T一2 ／ ， 轴方向的分运动周期为T一2丌 ／ 。由于匀速 也可得出简谐运动的位移是按正弦还是余弦规 N ／~ 圆 周 动 x 嚣 rc—osc z 蓑 一 忌 作用下 的简谐 运动 ，所以回复力记作 ， 位移 规律 F=一 的简谐运动的周期为丁一2丌√ 。 变化的。而更换记时起点仅是在 后面在加一 式中的 T是简谐运动的周期， 是物体的质 个恒定的值，物体按正弦或余弦变化的规律是不 。 量， 是比例系数。 变的。 (栏目编辑 罗琬华) Vo1．28 No．367 (S) 1．2Ol0 ．38． 物 理 教 学 探 讨 J ournal of Physics Teaching 第 28卷总第367期 2010年 第 1期(上半 月) 两个问题的讨论 张建绪 江苏省赣榆县赣榆高级中学，江苏省 赣榆县 222100 1 谈人教版中的“水蒸气”与“蒸汽” 人教版物理选修3—3第九章第三节中关于 “汽”与“气”的用法是“水蒸气”与“蒸汽”。经过 查阅，《现代汉语词典》上解释如下：“水蒸气”是 气态的水，常压下液态的水加热到 100℃就开始 沸腾，迅速变成水蒸气，也叫蒸汽。可见“水蒸气” 与“蒸汽”同意，特指气态水，因人教版以水为例 所以字词用法没有问题。 在沪教版和鲁教版中出现的是“水蒸气”与 “蒸气”。关于“蒸气”在《现代汉语词典》上解释 如下：“蒸气”是液体或固体(如水、汞、苯、碘)因 蒸发、沸腾或升华而变成的气体，如水蒸气、苯蒸 气。可见在现代词语用法上“蒸气”较“蒸汽”范 围更宽些，“蒸汽”特指水。沪教版和鲁教版关于 “水蒸气”与“蒸气”的用法也是准确的。 高中阶段我们只要求学生简单认识水全部 以气相形态存在所涉及的现象，而生活中往往将 以气—— 液二相形态存在的形式称为“汽”。笔 者认为，人教版中的“蒸汽”可改成“蒸气”，这样 可以准确表达，且能使学生想到此处的水所处的 状态是与氢气等气体一样的气态，不会想到生活 中的气 —— 液二相“雾”状分散形式，不易让人 猜想“汽”与“气”的区别，有助于学生在这块内 容上的学习及理解。 2 静电感应起电机不起 电的故障维修 静电感应起电机是中学物理静电实验部分 重要的起电仪器。静电具有不可视性，用静电感 应起电机做丰富多彩的静电实验可给学生强烈 震憾使其有效突破难点。但静电实验受环境影响 较大 ，往往出现起 电机不起电的情况 。 本刊中学教研版O9年第一期(上半月)第6o 页高永品老师给我们介绍了故障维修的三种方 法 。笔者在教学 中发现 了一种更简易 的处理方 法，在此与同行们探讨。起电机用时若不起电可 先用玻璃棒或橡胶棒摩擦起电再接触起电机金 属球，或用已起电的起电机金属球接触不起电的 起电机金属球 ，也可将起 电机在太阳下稍晒一 下，然后再起电则可正常工作。以上方法简易可 行，取材方便，只要空气湿度不是很大或起电机 没有别的故障，问题都可解决。 (栏 目编辑 罗琬华) 两小球接触后 ： ，令 F1一 F2， 即 ： ，．1 4 7"2 解得： 一2 r2(r2±厢 )一l (1) ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 l·一⋯ ⋯⋯一◆ 图 1 图 2 这里 rz> r。，因两电荷总量不变，电荷量平 分，电荷中心向外移动，即r >r (由数学知识和 库仑定律可知)如图 2所示 。 (2)同理 ，小球带 异种 电荷时 两小球接触前： F·=== 两小球接触后： Qt o ● ．-．⋯⋯ r1 忌( )z 图 3 F2一——— 一 ，令 F1一F2， 即 一 r1 4r々 解得： Q1 一 (r2±蹄 )+1 (2) 由(1)式和(2)式可知：“．小球带同种电荷 F1 可能等于F2。b．小球带异种电荷F1也可能等于F2。 当 n— r2时，即小球电荷量的平均中心位置 问的距离不变，结果就是原来作者讨论的情况。 (栏 目编辑 罗琬 华) O