《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí)微專題09用動力學(xué)能量和動量的觀點分析帶電體在電場中的運動學(xué)案新人教版_3186.doc-匯文網(wǎng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí)微專題09用動力學(xué)能量和動量的觀點分析帶電體在電場中的運動學(xué)案新人教版_3186.doc-匯文網(wǎng)（4頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、微專題09 用動力學(xué)、能量和動量的觀點分析帶電體在電場中的運動力學(xué)中的vt圖象在電場中的應(yīng)用由已知的帶電粒子運動的vt圖象分析電場性質(zhì)，此類題常用方法：(1)由vt圖象的斜率變化分析帶電粒子的加速度a的大小變化；(2)根據(jù)牛頓第二定律a，判斷場強(qiáng)E的大小變化；(3)根據(jù)vt圖象分析帶電粒子做加速運動還是減速運動，進(jìn)而分析場強(qiáng)的方向；(4)由場強(qiáng)的大小和方向分析電場的其他性質(zhì)，如電場線、等勢面、電勢、電勢能的變化等 (2018新余模擬)(多選)如圖甲所示，在x軸上有兩個固定的點電荷Q1、Q2，其中Q1帶正電處于原點O.現(xiàn)有一個正點電荷q以一定的初速度沿x軸正方向運動(只受電場力作用)，其vt圖象

2、如圖乙所示，q經(jīng)過a、b兩點時速度分別為va、vb.則以下判斷正確的是()甲乙AQ2帶負(fù)電且電荷量小于Q1Bb點的場強(qiáng)比a點的場強(qiáng)大Ca點的電勢比b點的電勢高Dq在a點的電勢能小于在b點的電勢能解析：選AD根據(jù)vt圖象的斜率表示加速度，可知正點電荷q在b點的加速度為零，電荷在b點左側(cè)做減速運動，在b點右側(cè)做加速運動，則在b點受到兩點電荷的電場力平衡，可知Q2帶負(fù)電，根據(jù)點電荷場強(qiáng)公式Ek得知Q2帶電荷量小于Q1，故A正確；正點電荷q在b點的加速度為零，受力為零，故b的場強(qiáng)為零，而a點的場強(qiáng)不為零，所以b點的場強(qiáng)比a點的場強(qiáng)小，故B錯誤；該點電荷從a點到b點，做減速運動，電場力做負(fù)功，電勢能增大

3、，又因為該電荷為正電荷，所以電勢升高，則b點電勢比a點電勢高，故C錯誤；由C分析得，點電荷在a點的電勢能小于在b點的電勢能，故D正確場強(qiáng)E(電勢)與位移x的圖象應(yīng)用在勻強(qiáng)電場中，靜電力做的功可由WqEx求得在非勻強(qiáng)電場中，根據(jù)微元思想有WqEx，同時W也可由Wq求得比較兩式可得qExq，即Ex，此式可理解為在Ex圖象中圖線與x軸所圍面積等于相距為x的兩點間的電勢差在x圖象中，圖象上各點處切線斜率的大小表示該點電場強(qiáng)度沿x軸方向分量的大小 (2018寧波八校聯(lián)考)(多選)真空中相距為3a的兩個點電荷M、N，分別固定于x軸上x10 和x23a的兩點上，在它們連線上各點場強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖所示，以下

4、判斷中正確的是()A點電荷M、N一定為異種電荷B點電荷M、N一定為同種電荷C點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為41Dx2a處的電勢一定為零解析：選BC由它們連線上各點場強(qiáng)隨x變化關(guān)系可知，點電荷M、N一定為同種正電荷，選項A錯誤，B正確由點電荷電場強(qiáng)度公式和電場疊加原理可得點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為41，選項C正確由于電勢是相對量，x2a處的電勢隨零電勢點的確定變化，選項D錯誤電勢能Ep與位移x關(guān)系的綜合應(yīng)用此類問題借助vx或Epx關(guān)系圖象，在給出電勢能Ep或速度v在x軸上分布情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計解決這類問題的方法主要有兩種：一是將圖象還原為熟悉的情境模型；二是直接從vx和Epx圖

5、象的面積、斜率的意義入手對于靜電力做功，從力的角度看有WFx，從能的角度看有WEp，比較兩式有FxEp，即F.Epx關(guān)系圖象切線的斜率反映靜電力的大小，也間接反映了由電場強(qiáng)度E的大小 (2018長沙模擬)(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0x2段是對稱的曲線，x2x3段是直線，則下列說法正確的是()Ax1處電場強(qiáng)度最大Bx2x3段是勻強(qiáng)電場Cx1、x2、x3處電勢1、2、3的關(guān)系為123D粒子在0x2段做勻變速運動，在x2x3段做勻速直線運動解析：選BC因為圖象的斜率可以反映電場強(qiáng)度大小，所以在x1處電場強(qiáng)度最小，A錯誤；x2x3

6、段為直線，斜率恒定，所以該段為勻強(qiáng)電場，B正確；粒子帶負(fù)電，0x1階段，電場力做正功，即逆著電場線方向到達(dá)x1處，之后電場力做負(fù)功，順著電場線從x1依次到達(dá)x2、x3，而沿電場線方向電勢降低，故有123，C正確；圖象的斜率可以反映電場強(qiáng)度大小，所以粒子在0x2段做變加速直線運動，在x2x3段做勻加速直線運動，D錯誤用能量和動量觀點分析力電綜合問題帶電粒子在電場中的運動是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題，其研究方法與質(zhì)點動力學(xué)相同，同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理、動量守恒定律等規(guī)律處理問題的要點是注意區(qū)分不同的物理過程，弄清在不同的物理過程中物體的受力情況及運動性質(zhì)(平衡、加速

7、或減速，是直線運動還是曲線運動)，并選用相應(yīng)的物理規(guī)律在解決問題時，主要可以從三條線索展開：其一，力和運動的關(guān)系根據(jù)帶電粒子受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等這條線索通常適用于在恒力作用下做勻變速運動的情況其二，功和能的關(guān)系根據(jù)電場力對帶電粒子做功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、位移等這條線索不但適用于勻強(qiáng)電場，也適用于非勻強(qiáng)電場其三，動量關(guān)系，當(dāng)遇到帶電體在電場中的碰撞問題時，往往要用動量守恒定律分析 如圖所示，兩個形狀、大小相同的金屬小球A、B(均可視為質(zhì)點)，A球質(zhì)量為1.5 kg，B球質(zhì)量

8、為0.5 kg，開始A球不帶電，靜止在高h(yuǎn)0.88 m的光滑絕緣平臺上，B球帶0.3 C的正電，用長L1 m的絕緣細(xì)線懸掛在平臺上方，懸點O與平臺的高度也為L，整個裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場大小E10 N/C現(xiàn)將細(xì)線拉開角度60后，由靜止釋放B球，B球擺至最低點與A球發(fā)生對心碰撞，碰撞時無機(jī)械能損失，且碰撞后兩球電量相等，不計空氣阻力及A、B球間的靜電力作用，取g10 m/s2，求：(1)B球擺至最低點時的速率及細(xì)線對小球的拉力；(2)A球從離開平臺至著地的過程中水平位移的大小解析：(1)對B球：從靜止釋放至擺到最低點過程中，根據(jù)動能定理，有mBgL(1cos )qEL(1cos )mv2代入數(shù)據(jù)，解得B球在最低點的速率v4 m/s由T(qEmg)m得T16 N(2)B球與A球碰撞過程中，兩球所組成的系統(tǒng)動量守恒，碰撞時無機(jī)械能損失有mBvmBv1mAv2mBv2mBvmAv聯(lián)立、，解得B球速率v12 m/sA球速度為v22 m/s依題意，碰后A球帶電量qA0.15 CA球離開平臺后，在豎直方向的加速度ay m/s211 m/s2A球從離開平臺至著地過程中，由hayt2，得t s0.4 s水平位移大小Sv2t20.4 m0.8 m答案：(1)4 m/s16 N(2)0.8 m