高中物理帶電粒子在勻強(qiáng)電場中綜合問題的解析6教案新人教版選修(編輯修改稿)
2025-07-04 23:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 功與位移成正比，所以可以得到從Ｍ點(diǎn)到Ｏ／點(diǎn)電場力做功為１５Ｊ，故從Ｏ點(diǎn)到Ｏ／點(diǎn)電場力總共做功為２０Ｊ，這樣便可以計算出到達(dá)Ｏ／點(diǎn)時，帶電體Ｐ的總動能為２４Ｊ。帶電微粒同時受重力和電場力（恒力）作用時，是把重力與電場力合成一個恒力總起來考慮還是分別考慮重力和電場力的作用，需要具體問題具體分析，靈活運(yùn)用。三、全過程法帶電粒子在恒定的電場力、重力及其它力的共同作用下運(yùn)動最終達(dá)到平衡或靜止?fàn)顟B(tài)，由于恒定的電場力和重力做功與路徑無關(guān)，所以可以將整個過程一起來考慮，并作為研究對象，只考慮初狀態(tài)和末狀態(tài)，就可以不必考慮其中間的相互作用過程?！ ±?、一根對稱的“∧”型玻璃管置于豎直平面內(nèi)，管所在的空間有豎直方向的勻強(qiáng)電場Ｅ，質(zhì)量為m、帶正電量為q的小物體在管內(nèi)從Ａ點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，且與管壁的動摩擦因數(shù)為μ，管ＡＢ長為l，小球在Ｂ端與管作用沒有能量損失，管與水平面夾角為θ，如圖所示。求從Ａ開始，小物體運(yùn)動的總路程是多少？（設(shè)qＥmg μ） 解析：這是一個能的轉(zhuǎn)化和守恒的綜合題。首先要認(rèn)真分析小物體的運(yùn)動狀況，建立物理圖景。開始時，物體從Ａ點(diǎn)由靜止開始沿管壁運(yùn)動，它受到四個力的作用，垂直于管壁方向受力平衡，沿管壁方向受到的合力沿ＡＢ管壁向上。故小物體沿ＡＢ管壁作勻加速運(yùn)動。直至Ｂ以一定的速度與Ｂ處的管壁相碰撞，由于小球在Ｂ端與管壁作用沒有能量損失，所以碰撞后以原速率沿ＢＣ管壁向下作勻減速運(yùn)動直至速度為零。然后小物體又沿ＣＢ管壁向上作初速為零的勻加速運(yùn)動，直至Ｂ以一定的速度與Ｂ處的管壁相碰撞，碰撞后以原速率沿ＢＡ管壁向下作勻減速運(yùn)動直至速度為零。小物體將多次重復(fù)以上過程?！ ∮捎谀Σ亮偸亲鲐?fù)功，物體機(jī)械能不斷損失，所以物體通過同一位置時的速率將不斷減小，直到最后停止運(yùn)動。物體停止時，必須滿足兩個條件：速度為零和物體所受合力為零，所以物體只能停在Ｂ點(diǎn)才能滿足以上條件（由于qＥmg μ）。 因為電場力和重力做功只跟起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，而跟路徑無關(guān)。所以電場力做正功： 重力做負(fù)功： 摩擦力恒定為： 整個過程中摩擦力始終做負(fù)功， 設(shè)小物體運(yùn)動的總路程為Ｓ則整個過程中摩擦力做的總功為 根據(jù)動能定理得： 即整理得： 最終得： 許多的學(xué)生可能會考慮采用一次次沿管壁向上、向下的運(yùn)動，依次列出方程，采用不完全歸納法，最后試圖用
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