有电场力参与的圆周运动.doc
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1、.*有电场力参与的圆周运动 这类题属于高中物理中难度偏大的一类题,由于过程复杂;所用知识点较多;再加上部分数学知识的限制,大多数学生对这类题采取敬而远之的态度,不做或只做一部分,下面我们把这类题归类总结下下,看它们使用了哪些知识点,用了什么样的解题方法:这类题常用到的两个知识点:1、 动能定理或能量转换与守恒定律。2、 向心力公式的应用首先复习一下这两个知识点:1、 动能定理和能量转换与守恒定律。(1) 动能定理:合力做功或所有力做功的代数和等于物体动能的增量(可分段使用,也可以全程使用)。(2) 能量转换与守恒定律:在只有重力和电场力做功的条件下,实现物体的重力势能、电势能和动能这三者之间的
2、等量转化,而这三者之和保持不变。2、 向心力公式的应用。 物体做圆周运动时,在圆周上某一点物体受到的指向圆心的合力就是物体通过该点所需要的向心力。在使用向心力的公式时,通常遇到复合场的最高点和最低点问题,那么怎么确定复合场的最高点和最低点呢,有以下几种方法:(1) 平衡位置确定法:将带电物体放在圆周上某一点,如果带电物体能够在重力、电场力和弹力的共同作用下处于平衡,那么该点就是复合场的最低点。(2) 对称法:带电物体在复合场中做部分圆周运动时,其往复运动的轨迹中点就是复合场的最低点。(3) 最大速度确定法:物体在复合场中做圆周运动时,通过复合场 最低时的速度一定是最大的,我们可以利用数学知识确
3、定最大速度出现的位置,那么该位置就是复合场的最低点。 而在圆周上与最低点关于圆心对称的另一点就是复合场的最高点,带电物体只有通过最高点才能做完整的圆周运动。例1、在水平方向的匀强电场中,用长为L绝缘细绳拴住一质量为m带电小球,细绳的另一端固定。已知小球受到的电场力。今将小球拉起使细绳绷紧处于水平(如图)由静止释放,求小球在何位置速度最大,最大速度是多少?解:我们首先利用“平衡位置”确定最低点的位置,然后利用动能定理再计算它在平衡位置的最大速度。如果把带电小球放入电场中的某一位置处于平衡,此时细绳和竖直方向的夹角为,有平衡条件知: 这一位置就是重力场和电场组成的复合场的最低点,小球从初始位置摆动
4、到该位置时的速度最大,由动能定理知 又 下面我们利用数学知识,来确定最大速度及最大速度出现的位置设带电小球摆到细绳和竖直方向的夹角为时速度为v,由动能定理知: 由于所以: 可见当 即时,带电小球的速度最大,最大速度为例2、如图所示,轻绳长为L,一端固定在O点,另一端拴一个电荷量为+q的小球,已知qE=3mg,若要使小球能在竖直平面内做圆周运动,小球在最高点A的最小速度为多大?解:首先根据平衡法确定圆周上的A点就是复合场的最低点,与A点关于圆心O对称的B点就是复合场的最高点,只要带电小球能够通过最高点,就能在竖直平面内做圆周运动,已知小球在B点受到三个力的作用,分别是重力、电场力和细绳的拉力,由
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- 电场 参与 介入 参预 圆周运动
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