江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第3節(jié)核心素養(yǎng)科學(xué)思維-帶電粒子帶電體在電場中運動的綜合問題學(xué)案_第1頁
江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第3節(jié)核心素養(yǎng)科學(xué)思維-帶電粒子帶電體在電場中運動的綜合問題學(xué)案_第2頁
江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第3節(jié)核心素養(yǎng)科學(xué)思維-帶電粒子帶電體在電場中運動的綜合問題學(xué)案_第3頁
江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章靜電場第3節(jié)核心素養(yǎng)科學(xué)思維-帶電粒子帶電體在電場中運動的綜合問題學(xué)案_第4頁
全文預(yù)覽已結(jié)束

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

PAGE4-科學(xué)思維—帶電粒子(帶電體)在電場中運動的綜合問題1.受力特點:一般來說,除明顯示意外,帶電小球、液滴的重力不能忽視,電子、質(zhì)子等帶電粒子的重力可以忽視,一般可依據(jù)微粒的運動狀態(tài)推斷是否考慮重力作用。2.力學(xué)規(guī)律(1)動力學(xué)規(guī)律:牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)公式。(2)能量規(guī)律:動能定理或能量守恒定律。3.兩個結(jié)論(1)若帶電粒子只在電場力作用下運動,其動能和電勢能之和保持不變。(2)若帶電粒子只在重力和電場力作用下運動,其機械能和電勢能之和保持不變。[示例](2024·四川省樂山市第一次調(diào)研)如圖所示,AB是位于豎直平面內(nèi)、半徑R=0.5m的eq\f(1,4)圓弧形的光滑絕緣軌道,其下端點B與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中,電場強度E=5×103N/C。今有一質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量q=+8×10-5C的小滑塊(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.05,取g=10m/s2,求:(1)小滑塊第一次經(jīng)過圓弧形軌道最低點B時對B點的壓力;(2)小滑塊在水平軌道上向右滑過的最大距離;(3)小滑塊最終運動狀況。[解析](1)設(shè)小滑塊第一次到達B點時的速度為vB,對圓弧軌道最低點B的壓力為FN,則由A→B,有mgR-qER=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)FN′-mg=meq\f(v\o\al(2,B),R)由牛頓第三定律F′N=FN故FN=3mg-2qE=2.2N,方向豎直向下。(2)設(shè)小滑塊在水平軌道上向右滑行的最大距離為x,對全程由動能定理有mgR-qE(R+x)-μmgx=0得x=eq\f(2,3)m。(3)由題意知qE=8×10-5×5×103N=0.4Nμmg=0.05×0.1×10N=0.05N因此有qE>μmg所以小滑塊最終在圓弧軌道上往復(fù)運動。[答案](1)2.2N,方向豎直向下(2)eq\f(2,3)m(3)在圓弧軌道上往復(fù)運動分析受力狀況,再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速或減速,軌跡是直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律如牛頓運動定律、運動學(xué)公式、動能定理、能量守恒定律解題。[即時訓(xùn)練]1.如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一帶電荷量為q=-2×10-5C的小球,自傾角為θ=37°的絕緣斜面頂端A點由靜止起先滑下,接著通過半徑為R=0.5m的絕緣半圓軌道最高點C,已知小球質(zhì)量為m=0.5kg,勻強電場的場強E=2×105N/C,小球運動過程中摩擦阻力及空氣阻力不計,假設(shè)在B點前后小球的速率不變(g取10m/s2)。求:(1)H至少應(yīng)為多少;(2)通過調(diào)整釋放高度使小球到達C點的速度為2m/s,則小球落回到斜面時的動能是多少。[解析](1)小球恰好過最高點C時有mg-qE=meq\f(v\o\al(2,C),R)從A到C,由動能定理有mg(H-2R)-qE(H-2R)=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)-0解得H=1.25m。(2)從C點飛出后做類平拋運動有mg-|q|E=ma解得a=2m/s2豎直方向y=eq\f(1,2)at2水平方向x=v′Ct依據(jù)幾何關(guān)系tanθ=eq\f(2R-y,x)解得t=0.5sy=0.25m從C到落回斜面,由動能定理有mgy-|q|Ey=Ek-eq\f(1,2)mv′eq\o\al(2,C)解得Ek=1.25J。[答案](1)1.25m(2)1.25J2.(2024·遼寧省大連市二模)如圖甲所示,將一傾角θ=37°的粗糙絕緣斜面固定在地面上,空間存在一方向沿斜面對上的勻強電場。一質(zhì)量m=0.2kg,帶電荷量q=2.0×10-3C的小物塊從斜面底端靜止釋放,運動0.1s后撤去電場,小物塊運動的v-t圖象如圖乙所示(取沿斜面對上為正方向),取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:甲乙(1)電場強度E的大?。?2)小物塊在0~0.3s運動過程中機械能增加量。[解析](1)加速時:a1=eq\f(Δv1,Δt1)=20m/s2減速時:加速度大小a2=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(Δv2,Δt2)))=10m/s2由牛頓其次定律得:Eq-mgsinθ-Ff=ma1mgsinθ+Ff=ma2聯(lián)立得E=3×103N/C摩擦力Ff=0.8N。(2)方法一:ΔEk=0ΔEp=mgxsin37°x=0.3mΔE=ΔEp所以ΔE=0.36J。方法二:加速距離x1=eq\f(v,2)t1=0.1m減速距離x2=eq\f(v,2)t2=0.2m電場力做功WE=Eqx1=0.6J摩擦力做功Wf=-Ff(x1+x2)=-0.24J物塊在0~0.3s運動過程中機械能增加量ΔE=WE+Wf=0.36J。[答案](1)3×103N/C(2)0.36J3.如圖所示,水平地面上方存在水平向左的勻強電場,一質(zhì)量為m的帶電小球(大小可忽視)用輕質(zhì)絕緣細線懸掛于O點,小球帶電荷量為+q,靜止時距地面的高度為h,細線與豎直方向的夾角為α=37°,重力加速度為g。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)勻強電場的場強大小E;(2)現(xiàn)將細線剪斷,小球落地過程中水平位移的大?。?3)現(xiàn)將細線剪斷,帶電小球落地前瞬間的動能。[解析](1)小球靜止時,對小球受力分析如圖所示,有FTcos37°=mgFTsin37°=qE解得:E=eq\f(3mg,4q)。(2)剪斷細線,小球在豎直方向做自由落體運動,水平方向做加速度為a的勻加速運動,有Eq=max=eq\f(1,2)at2h=eq\f(

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論