2018届专题三-力与物体的曲线运动(第2课时)课件.ppt
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1、专 题 三 力与物体的曲线运动第2课时电场和磁场中的 曲线运动 知 识 方 法 聚 焦 热 点 考 向 例 析 审题破题 真题演练栏目索引知识方法聚焦 知识回扣 1.曲线曲线 类平抛类平抛 匀变速匀变速2.匀速直线匀速直线 匀加速直线匀加速直线 3.匀速匀速 洛伦兹力洛伦兹力 不做不做 1.带电粒子在电场和磁场的组合场中运动时,一般是带电粒子在电场和磁场的组合场中运动时,一般是运动和运动和运运动动的的组组合合,可可以以先先分分别别研研究究这这两两种种运运动动,而而 运动的末速度往往是运动的末速度往往是 运运动动的的线线速速度度,分分析运动过程中转折点的析运动过程中转折点的 是解决此类问题的关键
2、是解决此类问题的关键.类平抛类平抛匀速圆周匀速圆周类平抛类平抛匀速圆周匀速圆周速度速度运动的合成与分解运动的合成与分解2.本部分内容通常应用本部分内容通常应用的的方方法法、功功能能关关系和圆周运动的知识解决问题系和圆周运动的知识解决问题.知识方法聚焦规律方法热点考向例析考向1运动学基本规律的应用例例1 (2014山山东东18)如如图图1所所示示,场场强强大大小小为为E、方方向向竖竖直直向向下下的的匀匀强强电电场场中中有有一一矩矩形形区区域域abcd,水水平平边边ab长长为为s,竖竖直直边边ad长长为为h.质质量量均均为为m、带带电电量量分分别别为为q和和q的的两两粒粒子子,由由a、c两两点点先
3、先后后沿沿ab和和cd方方向向以以速速率率v0进进入入矩矩形形区区域域(两两粒粒子子不不同同时时出出现现在在电电场场中中).不不计计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于等于图图1审审题题突突破破 正正负负粒粒子子在在电电场场中中做做什什么么运运动动?两两粒粒子子轨轨迹迹恰恰好好相切说明什么?相切说明什么?解析根根据据对对称称性性,两两粒粒子子轨轨迹迹的的切切点点位位于于矩矩形形区区域域abcd的的中中心,则在水平方向有心,则在水平方向有 在竖直方向有在竖直方向有解得解得故选项故选项B正确,选项正确,选项A、C、D错误错误.答案 B1.带带电电粒粒子子在在电电场场
4、中中的的一一般般曲曲线线运运动动特特点点是是运运动动轨轨迹迹一一定定在在合合力力和和速速度度的的夹夹角角范范围围内内,且且向向着着力力的的方方向向弯弯曲曲,这这是是我我们们画画轨轨迹迹或或者者分分析析受受力力的的依依据据.2.对对于于类类平平抛抛运运动动模型通常采用运动的合成与分解方法处理模型通常采用运动的合成与分解方法处理.以题说法针针对对训训练练1 一一对对平平行行金金属属板板长长为为L,两两板板间间距距为为d,质质量量为为m,电电荷荷量量为为e的的电电子子从从平平行行板板左左侧侧以以速速度度v0沿沿两两板板的的中中线线不不断断进进入入平平行行板板之之间间,两两板板间间所所加加交交变变电电
5、压压uAB如如图图2所所示示,交交变变电电压压的的周周期期T ,已已知知所所有有电电子子都都能能穿穿过过平平行行板板,且且偏偏距距最最大大的的粒粒子子刚刚好好从从极极板板的的边边缘缘飞飞出出,不不计计重重力力作作用用,则则()A.所有电子都从右侧的同一点离开电场所有电子都从右侧的同一点离开电场B.所有电子离开电场时速度都是所有电子离开电场时速度都是v0C.t0时刻进入电场的电子,离开电场时动能最大时刻进入电场的电子,离开电场时动能最大D.时刻进入电场的电子,在两板间运动时最大侧位移时刻进入电场的电子,在两板间运动时最大侧位移 为为图图2解析电子进入电场后做类平抛运动,电子进入电场后做类平抛运动
6、,不同时刻进入电场的电子垂直电场方不同时刻进入电场的电子垂直电场方向分速度图向分速度图像像如图,可知,各个电子如图,可知,各个电子在在垂垂直直电电场场方方向向的的位位移移不不全全相相同同,故故所所有有电电子子从从右右侧侧离离开开电电场的位置不全相同,故场的位置不全相同,故A错误;错误;由由图图看看出出,所所有有电电子子离离开开电电场场时时,垂垂直直电电场场方方向向分分速速度度vy0,速度都等于,速度都等于v0,故,故B正确;正确;由由上上分分析析可可知知,电电子子离离开开电电场场时时的的速速度度都都相相同同,动动能能都都相相同同,故故C错误;错误;答案 BD热点考向例析考向2带电体在电场中的曲
7、线运动问题例例2如如图图3所所示示,MPQO为为有有界界的的竖竖直直向向下下的的匀匀强强电电场场,电电场场强强度度为为E,ACB为为光光滑滑固固定定的的半半圆圆形形绝绝缘缘轨轨道道,圆圆轨轨道道半半径径为为R,圆圆心心为为O,A、B为为圆圆水水平平直直径径的的两两个个端端点点,OC竖竖直直.一一个个质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的带带电电小小球球,从从A点点正正上上方方高高为为H处处由由静静止止释释放放,并并从从A点点沿沿切切线线进进入入半半圆圆轨轨道道.不不计计空空气气阻阻力力及及一一切切能能量量损损失失,关关于于带带电电小小球球的的运运动动情情况况,下下列列说说法法正正确的是确的是(
8、)A.小球一定能从小球一定能从B点离开轨道点离开轨道B.小球在小球在AC部分可能做匀速圆周运动部分可能做匀速圆周运动C.若小球能从若小球能从B点离开,上升的高度一定点离开,上升的高度一定 小于小于HD.小球到达小球到达C点的速度可能为零点的速度可能为零图图3审审题题突突破破小小球球在在运运动动过过程程中中有有哪哪几几个个力力做做功功,是是正正功功还还是是负负功功?小小球球在在AC部部分分做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的条条件件是是什什么么?如如果果小小球到达球到达C点的速度为零,小球还能不能沿点的速度为零,小球还能不能沿AC半圆轨道运动?半圆轨道运动?解析 由由于于题题中中没没有有给给出出H与
9、与R、E的的关关系系,所所以以小小球球不不一一定定能能从从B点点离离开开轨轨道道;若若重重力力大大小小等等于于电电场场力力,小小球球在在AC部部分分做做匀匀速速圆圆周周运运动动.由由于于小小球球在在AC部部分分运运动动时时电电场场力力做做负负功功,所所以以若若小小球球能能从从B点点离离开开,上上升升的的高高度度一一定定小小于于H;若若小小球球到到达达C点点的的速速度度为为零零,则则电电场场力力大大于于重重力力,则则小小球球不不可可能能沿沿半半圆轨道运动,所以小球到达圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零点的速度不可能为零.答案BC1.带带电电体体一一般般要要考考虑虑重重力力,而而且且电电
10、场场力力对对带带电电体体做做功功的的特点与重力相同,即都与路径无关特点与重力相同,即都与路径无关.2.带带电电体体在在电电场场中中做做曲曲线线运运动动(主主要要是是类类平平抛抛、圆圆周周运运动动)的的分分析析方方法法与与力力学学中中的的方方法法相相同同,只只是是对对电电场场力力的的分析要更谨慎分析要更谨慎.以题说法针对训练针对训练2 如图如图4所示,在竖直向上的所示,在竖直向上的匀强电场中,从倾角为匀强电场中,从倾角为的斜面上的的斜面上的M点水平抛出一个带负电小球,小球的初点水平抛出一个带负电小球,小球的初速度为速度为v0,最后小球落在斜面上的,最后小球落在斜面上的N点点.在已知在已知、v0和
11、小球所受的电场力大小和小球所受的电场力大小F及及重重力力加加速速度度g的的条条件件下下,不不计计空空气气阻阻力力,则则下下列列判判断断正正确的是确的是()图图4A.可求出小球落到可求出小球落到N点时重力的功率点时重力的功率B.由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力C.可求出小球从可求出小球从M点到点到N点的过程中电势能的变化量点的过程中电势能的变化量D.可求出小球落到可求出小球落到N点时速度的大小和方向点时速度的大小和方向解析质量未知,故无法求重力功率,故质量未知,故无法求重力功率,故A错误;错误;小小球球做做类类平平抛抛运运动动,重重力力与与电电场场
12、力力的的大大小小不不确确定定,可可能能两两者者相等,故相等,故B正确;正确;小球从小球从M点到点到N点的过程中电势能的变化量点的过程中电势能的变化量EpFy由由于于加加速速度度a无无法法求求出出,所所以以电电势势能能的的变变化化量量不不能能求求出出,故故C错误;错误;答案BD热点考向例析考向3带电粒子在磁场中的圆周运动问题带电粒子在磁场中的圆周运动问题例例3如图如图5所示,在所示,在xOy平面内,有一个圆形平面内,有一个圆形区域的直径区域的直径AB与与x轴重合,圆心轴重合,圆心O的坐标为的坐标为(2a,0),其半径为,其半径为a,该区域内无磁场,该区域内无磁场.在在y轴和轴和直线直线x3a之间
13、的其他区域内存在垂直纸面向之间的其他区域内存在垂直纸面向外外的的匀匀强强磁磁场场,磁磁感感应应强强度度大大小小为为B.一一质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的带正电的粒子从带正电的粒子从y轴上某点射入磁场轴上某点射入磁场.不计粒子重力不计粒子重力.图图5审审题题突突破破粒粒子子不不经经过过圆圆形形区区域域到到达达B点点时时速速度度有有何何特特点点?画出运动轨迹,如何根据几何关系求半径?画出运动轨迹,如何根据几何关系求半径?(1)若若粒粒子子的的初初速速度度方方向向与与y轴轴正正向向的的夹夹角角为为60,且且粒粒子子不不经经过过圆形区域就能到达圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小点,求粒子
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