学园的春日,暖阳穿过枝叶,在青石板上投下斑驳光影。
东方曜被罚在亭子中背诵动词的过去式和过去分词,以及几十个单词的派生词,几十个短语,手中摊开的单词表在微风里轻轻翻动。
正念叨着:“compain……admit-admission”,一抹熟悉的身影闯入眼帘,西施迈着轻快步伐,裙裾飘飘,如春日里翩跹的蝴蝶。
东方曜抬头,眼中瞬间亮起光芒,嘴角勾起标志性的自信笑容:“唉,还不是因为那事儿,被老师罚在这儿背单词呢。不过,比起这个,我刚想到个超有趣的物理题,你要不要听听?” 说着,他示意西施,让她在自己身旁坐下。
西施欣然坐下,带着满满的好奇。
东方曜拾起一根小树枝,在地上写下向量的表达式:“西施,看这道向量题。已知向量 a = (λ + 2, λ² - cos²α) ,b = (m, m/2 + sinα) ,并且 a = 2b ,咱们要求 λ/m 的取值范围。”
他边说边讲解思路:“首先根据向量相等的性质,对应坐标相等,得到方程组(省略)
从第一个式子能得出 λ = 2m - 2 ,把它代入第二个式子,就得到关于 m 和 α 的等式啦。再利用三角函数 sinα 的取值范围是 [ - 1,1] ,通过配方等方法确定 m 的取值范围,进而就能求出 λ/m 的取值范围。这就像是给向量坐标建立起一座桥梁,让我们找到所求量的范围。”西施专注地听着,不时提出疑问,两人在思维的碰撞中,逐渐明晰解题路径。
此时,东方曜看向西施认真思考的模样,心中泛起一丝别样的温柔,而西施在得到东方曜耐心解答时,眼神里也满是倾慕。
解决了向量问题,东方曜又说起抛体运动:“有个质量为 m 的物体,以初速度 v₀ 、与水平方向夹角为 θ 抛出,上升到最大高度 H ,还受到与速度成正比的空气阻力 f = kv 。要算上升到最大高度的时间,还有水平和竖直方向速度变化量相关的问题。”
他耐心讲解:“对于这种有阻力的抛体运动,我们得把水平和竖直方向分开分析。在竖直方向上,物体受到重力和阻力,合力会随着速度变化,根据牛顿第二定律 F = ma 列出方程。
而水平方向也受阻力影响,速度不断改变。通过对两个方向分别列方程、积分等方法,就能求解相关物理量。就像把一个复杂的运动拆分成简单的部分,各个击破。”
西施认真思考,与东方曜你一言我一语,共同探索着抛体运动的奥秘。
讲解过程中,东方曜偶尔会不自觉地轻轻触碰到西施的手,两人都会微微一怔,而后又装作若无其事,但彼此的心跳都悄然加快。
“还有这道题,涉及传送带和磁场。”东方曜兴致勃勃地说着,在地上简单画出传送带和磁场区域的示意图,“有个导体杆在传送带上运动,经过磁场区域,要计算流过电阻的电荷量、在空中运动的时间以及传送带多消耗的电能。”
他开始剖析思路:“计算电荷量,我们根据法拉第电磁感应定律 Φ = BS ,结合电流定义 I = q/t ,通过求磁通量的变化量来确定。
对于在空中运动的时间,要考虑导体杆离开传送带后的受力情况,利用运动学公式求解。
而传送带多消耗的电能,得分析整个过程中能量的转化,包括导体杆动能的增加、克服阻力做功等。
这就像解开一个复杂的能量谜题,每个环节都环环相扣。”西施随着他的讲解,时而皱眉思考,时而豁然开朗,两人沉浸在知识的探索中。
此时,东方曜看向西施专注的神情,忍不住想要把自己知道的一切都分享给她,而西施望着东方曜自信讲解的样子,心中满是信赖与欣赏。
东方曜忽然神秘一笑,凑近西施:“接下来,给你讲个超浪漫的。你看这道题,如图所示,在 x 轴上方存在磁感应强度为 B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,在 x 轴下方存在竖直向上的匀强电场。一个质量为 m 、电荷量为 q 、重力不计的带正电粒子从 y 轴上的 P(0, h) 点沿 y 轴正方向以某初速度开始运动,一段时间后,粒子与 x 轴正方向成 θ = 60° 第一次进入电场。”
他一边用树枝在地上勾勒着粒子的运动轨迹,一边说道:“你瞧,这粒子的轨迹就像一颗心的轮廓。这就好似我们在知识的世界里,虽会遇到各种难题,但只要一起探索,就能走出独特而美妙的路径。”
接着他讲解思路:“对于第一问,求粒子在磁场中运动的轨道半径 r 和速度大小 v 。粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即 qvB = mv²/r 。根据几何关系,我们可以找到半径 r 与已知量的关系,比如这里粒子与 x 轴正方向成 60° 进入电场,就能得出 r = 2h 。再把 r = 2h 代入 qvB = mv²/r ,就能算出速度 v = 2qBh/m 。”
“第二问,若粒子经过 y 轴上 Q 点时速度方向恰好与 y 轴垂直,求匀强电场的电场强度大小 E₁ 。粒子进入电场后做类平抛运动,我们可以根据运动的分解,在水平和竖直方向分别列方程求解。水平方向上,粒子做匀速直线运动;竖直方向上,粒子做匀加速直线运动。利用这些规律和已知条件就能算出 E₁ 。”
“第三问,若仅改变匀强电场场强的大小,使粒子在第一次进入电场再一次离开电场后就能沿 y 轴正方向通过 P 点,求改变后的匀强电场场强 E 。这需要我们综合考虑粒子在电场和磁场中的运动过程,通过精确计算粒子的轨迹和运动参数来确定 E 。”
西施专注地听着,眼中满是惊叹与好奇。
在讲解过程中,东方曜会时不时看向西施,确认她是否理解,而西施也会在遇到疑惑时,轻轻拽住东方曜的衣袖,寻求解答。两人之间的互动,满是默契与亲昵,仿佛周围的世界都只剩下彼此和这奇妙的物理问题。
“对了,还有测电阻的方法。”东方曜兴致不减,继续说道,“首先是伏安法,这是最基础的。
利用电压表测电阻两端电压 U ,电流表测通过电阻的电流 I ,根据欧姆定律 R = U/I 就能算出电阻。
但要注意电流表的内接法和外接法,内接法适合大电阻,外接法适合小电阻,不然会有较大误差。”
“还有欧姆表法,欧姆表内部有电源、表头和调零电阻等。
把待测电阻接在欧姆表两端,通过表头指针的偏转来读数。使用前要先进行欧姆调零,而且不同挡位的中值电阻不同。”
“电桥法也很重要,惠斯通电桥是典型。四个电阻组成电桥,当电桥平衡时,对角线上的电流为零,通过已知电阻的值就能算出未知电阻。这种方法精度比较高。”
“还有替代法,用一个可变的标准电阻去替代待测电阻,当电路中的其他电学量保持不变时,标准电阻的值就等于待测电阻的值。这些方法各有优劣,在不同的场景下能发挥不同的作用。”
在这充满知识与浪漫的交流中,春日的微风轻轻拂过,带着淡淡的花香。他们在稷下的亭间,以知识为纽带,彼此的心在不知不觉中越靠越近,编织着属于他们的青春绮梦,时光也仿佛在此刻变得格外温柔。