专题五：带电粒子在复合场中的运动.ppt

* 专题五 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在重力场与电场的复合场中运动的解题思路： “五、四、三”解题法 五个分析 ①受力分析——正确解题的前提 ②过程分析——正确解题的关键 ③状态分析——正确解题的切入点 ④做功分析（能量转化分析） ⑤守恒条件分析 四种运动 ①匀变速直线运动 ②匀变速曲线运动（如平抛、类平抛运动） ③圆周运动 ④一般运动 ——运用力的观点直接求解 ——运动分解（化曲为直、以直代曲） ——寻找向心力 ——从动量、能量观点入手解题 ①力的观点 ②动量观点 ③能量观点 三大观点 优化组合 例1、光滑圆环半径为r，珠子带正电质量为m，珠子所受 静电力是重力的3/4，将珠子由A点静止释放。求： （1）珠子所能获得的最大动能？ （2）珠子动能最大时对圆环的压力多大？ （3）若要珠子完成一个完整的圆周运动，在A点释放时， 要给珠子多大的初速度？ r E A m 例2、细线长为L下端拴一质量为m的带电小球，电场强度 大小为E，方向水平向右，已知小球平衡时偏角为α。求： ① 小球的带电性和带电量？ ② 如果使细线的偏角由α增大到φ， 然后将小球由静止释放，则φ 为多 大才能使细线到达竖直位置时，小球 的速度刚好为零？ α E 例3、光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某 一圆周交于B、C两点，质量为m、带电量为-q的有孔小球 从杆上A点无初速度下滑，已知qQ，AB=h，小球滑到B点 时的速度大小为 ，求： ① 小球由A到B过程中电场力做的功。 ② A、C两点间的电势差。 A B C r +Q 例4、（2001?全国）如图所示，直角三角形ABC的斜边倾角为30°，底边BC长2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m，电荷量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边的垂足D时速度为v，加速度为a。求： ①在质点的运动中不发生变化的是（ ） A.动能 B.电势能与重力势能之和 C.动能与重力势能之和 D、动能、电势能、重力势能三者之和 ②质点的运动是（ ） A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、先匀加速后匀减速运动 D、加速度随时间变化的运动 ③该质点滑到非常接近斜边底 端C点时速率v1为多少？沿斜面 向下的加速度ac为多少？ A B C O D D D 例5、一个质量为m、带有电量–q的小物体，可在水平轨 道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀 强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，如图所示， 小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不 变的摩擦力Ff作用，而FfqE； 设小物体与墙壁碰撞时不损失 机械能，且电何量保持不变， 求它在停止运动前所能过的总路程s. x0 O m –q E x 例6、ABCD是竖直放在E=103v/m的水平匀强电场中绝缘光滑轨道，BCD上直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10g，带电荷量q=10-4 C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，求： ①它运动到C点速度多大？ 此时对轨道的压力多大？ ②要使小球运动到D点， 小球开始运动的位置A‵到少离开B点多远？ E A B C D O 例7、水平面光滑绝缘，A、B带同种电荷，A球质量为m， 静止释放时，A球加速度为a，B球加速度为a/4，经过一段 时间A球的加速度为a/4，速率为v，求： （1）此时B球的加速度和速率。 （2）这一过程中系统电势能减少了多少？ l A B 例8、A球质量为2m，带电量为+q静止在光滑绝缘水平面 上，B球的质量为m，带电量为– q。当B以v0离A而去的同 时，释放A球，若某时刻两球的电势能有最大值，则： （1）此时两球速度各为多大？ （2）与开始相比，电势能最多增加多少？ A 2m +q B m – q v0 例9、绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中Aa=Bb=L/4，O不AB连线的中点，一质量为m、带电量为+q的小滑块（可以看做质点）以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n（n＞1），且到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求： （1）小滑块与水平面的动摩擦因数。 （2）O、b两点间的电势差。 （3）小滑块运动的总路程。 A B L a b o 例10、A、B相距d，带等量异种电荷，M处有一个质量为m，带电量为+q的油滴，悬浮在两板的正中央。在M的正上方距A板距离为d，有一个质量也为m的带电油滴， 由静止释放后穿过A板上的小孔，进入 两板间与M相碰并立即结合成一个大 油滴。