我们的讲场(建立高中物理之树 No3场)

小欢 944 2022-12-07 07:56:02

建立高中物理之树 No.3:场

在介绍完运动系统之后,我们先不忙着介绍非运动系统,而是把运动系统讲透,因为运动系统更加重要,考题占比更多。

在从顶向下建立完运动系统之树后,我们从低向上来讲这些重要的概念,今天我们来讲场,它在地图里的位置见下图:

建立高中物理之树 No.3:场

场这个概念对于深入理解高中物理至关重要,但是书上介绍的很少,因此我们多说两句。

场其实字面意思就是场所。放到我们现实生活中,我们身边都是场所。比如健身房是一个场所,学校是一个场所,医院也是一个场所。而每个场所都有明确的含义和适合进场的对象。比如我病了,我肯定是去医院而不是健身房,因为那是不合适的场所。而合适的人进入合适的场所里会发生一些交互,比如学生进入学校会学习。运动员进入健身房会锻炼身体,病人进入医院会看病。因此,现实生活中的场其实就是有三个要素:

1.场本身有明确的目的(比如是医院)

2.进场的对象是特定的(比如是运病人)

3.对象进入场后会与场交互(比如看病)

你觉得我上面描述的现实生活中的场难以理解吗?如果你觉得不难理解,那我要告诉你一个好消息,物理学里的场其实是生活中的场的简化版。

场的物理学定义是"某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力"。也就是说,无论是什么场,对象与场交互的方式只有一个,那就是受力。且这个力是场和特定的对象感应产生的,是不接触对象的,只要物体在场里就有。

因此场就是一个能让某些特定对象受力的场所

场强

要评估任何一个东西都有相应的指标,比如评估房子,有面积、地段、楼层。评估手机有内存、像素、处理速度等。评价场也不例外,既然场是能让特定对象受力的场所,那么衡量场的指标就是场让对象受力的能力。这个能力我们叫场强。同样的对象,如果在场里受力越大,场强越高。

由于对象在场中受力大小既与场本身有关也与对象自身有关,因此可以这样形容力、对象和场强的关系:

力=场强*对象自身属性

让我们放在几大场中看看:在重力场里,场强是g,对象自身属性是质量m;在静电场中,场强是E,对象自身属性是q;在磁场中,场强是B,对象自身属性是IL。

要注意,场的强度和对象自身属性虽然会相互作用,但是彼此不能改变对方。重力场中m不能改变g,而静电场中E也不能改变q。所以当我们分析运动体系的题目时,这个场强我们都把它看成是外部的东西即可,用它的目的只是为了求出力,进而分析运动。

场的概念如何帮助我们分析题目

对象在场中交互的完整过程是:具有一定动能的物体进入某个场,受某个力,在力作用下运动了一段距离,获得或失去了势能,改变了动能,产生了内能的过程

我们所有的题目都是在这个框架下,不同的题目只是场不同,已知的物理量不同,要求的物理量不同而已。因此只要我们熟悉各个场计算强度,计算力的公式;能量守恒的公式以及运动相关的公式,就一定可以顺利解题得分。

总结

1. 场是一个能让某些特定对象受力的场所

2. 力=场强*对象自身属性

3. 场的强度我们都把它看成是外部的东西即可,用它的目的只是为了求出力,进而分析运动

4. 对象在场中交互的完整过程是:具有一定动能的物体进入某个场,受某个力,运动了一段距离,获得或失去了势能,改变了动能,产生了内能的过程

课后小作业

在理解场以后,请列出高中物理中的所有场,并搞清楚每个场中对象的属性是什么?怎么求出力?

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