20xx年高考物理等效重力法在電場中的應(yīng)用課件新人教版-資料下載頁
2025-03-15 03:48本頁面
【正文】 重力加速度物體在媒質(zhì)中與在真空中不同，因?yàn)樗€受到媒質(zhì)的作用力。于是問題也就變得復(fù)雜或困難些了。但是，如果媒質(zhì)的作用力為恒力，那么，我們也可引出等效重力加速度概念，使有媒質(zhì)的問題等效地變換成無媒質(zhì)的問題。例7 如圖8（a），由密度為ρ的實(shí)心金屬小球做成的單擺，在空氣中的振動(dòng)周期為t0。若把小球完全浸入水中而成為水下單擺，則它的振動(dòng)周期將變?yōu)槎啻?？在空氣中，除繩子拉力外，擺球只受到重力。但在水中，除繩子拉力外，擺球還受到重力和水的浮力，這兩個(gè)力的合力為由此可見，單擺放入水中與仍在空氣中而重力加速度減為而單擺未放入水中時(shí)周期為t0，即例8 如圖9（a）。不等臂天平兩端掛著鐵塊而處于平衡。當(dāng)將兩鐵塊都浸沒到水中后，杠桿是否仍能平衡？因?yàn)閮设F塊放入水中后，除受繩子拉力外，都受到重力和水的浮力，這兩個(gè)力的合力為所以，對兩鐵塊來說，它們都放入水中，與都不放入水中而重力加速度減為因?yàn)楦軛U的平衡狀態(tài)并不會(huì)因重力加速度的變化而受破壞（只要重力加速度g＞0，且對兩物來說g值相等，即可。），所以杠桿仍能保持平衡。從上述諸例可見，引出等效重力加速度概念可使我們對一些物理問題的求解過程大大簡化。更重要的是，等效作為一種重要的思維方法可以遷移到其他問題的解決中去。因此，在教學(xué)中有必要對學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練質(zhì)量為m,帶電量為q的小球,用長為L的絕緣細(xì)線懸掛在O點(diǎn),現(xiàn)在該區(qū)域加一豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E,為使小球在運(yùn)動(dòng)中懸線不松馳,求:小球在最低點(diǎn)的速度應(yīng)滿足什么條件?分情況討論共0條評論... (1)當(dāng)小球帶正電時(shí)，由外加電場產(chǎn)生的力方向豎直向下，與重力方向相同 小球在最高點(diǎn)速度最小，極限為0， 設(shè)小球最低點(diǎn)為0勢能面，則在最高點(diǎn)小球的能量為：2(mg+Eq)L 最低點(diǎn)小球的能量為：1/2mv^2 根據(jù)能量守恒定律得：2(mg+Eq)L＝1/2mv^2 解得v=2√[(mg+Eq)L/m] (2)當(dāng)小球帶負(fù)電時(shí)，由外加電場產(chǎn)生的力方向豎直向上，與重力方向相反 （Ⅰ）當(dāng)mg＞Eq時(shí)，小球在最高點(diǎn)速度最小，極限為0， 則在最高點(diǎn)小球的能量為：2(mgEq)L 最低點(diǎn)小球的能量為：1/2mv^2 根據(jù)能量守恒定律得：2(mgEq)L＝1/2mv^2 解得v=2√[(mgEq)L/m] （Ⅱ）當(dāng)mg≤Eq時(shí)，小球在最高低速度最小，所以只要小球在最低點(diǎn)速度不為一個(gè)用“等效重力”解的題目題目來自:百度HI群 物理的地界在光滑絕緣水平面上建立一水平直角坐標(biāo)系，如圖所示，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電小球，系于長為L的不可伸長的彈性輕繩的一端，繩的另一端固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，現(xiàn)在水平面上加一電場強(qiáng)度大小為E＝4mg/q，方向沿Y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場。若把小球從O點(diǎn)8L/9的正上方距離O點(diǎn) 的O1點(diǎn)以速度v0=沿X軸正方向拋出。求：（1）輕繩即將伸直時(shí)，繩與豎直方向的夾角θ為多少？（2）繩被拉直的瞬時(shí)，繩對小球所做的功？（3）當(dāng)小球再一次經(jīng)過Y軸的瞬時(shí)，繩對小球的拉力為多解析：帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)可以用等效重力場來代替。由題意，等效重力加速度為 ①第一個(gè)過程：帶電粒子僅在電場力作用下做類似平拋運(yùn)動(dòng)，則 ② ③由題意： ④由以上四式解得， ⑤運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ⑥即，輕繩即將伸直時(shí)，繩與豎直方向的夾角θ為90176。繩子蹦緊瞬間，小球的豎起速度為則， ⑦繩子蹦緊前的速度為v1則 ⑧或可由動(dòng)能定理求得， 解得： 第二個(gè)過程：繩子蹦緊的瞬間，沿繩子方向的速度v0損失，只剩下設(shè)繩被拉直的瞬時(shí)，繩對小球所做的功為W，根據(jù)動(dòng)定理 W= ⑨由⑦兩式得， ⑩即，繩被拉直的瞬時(shí)，繩對小球做的負(fù)功第三個(gè)過程：小球沿圓弧向下運(yùn)動(dòng)，再一次經(jīng)過Y軸。設(shè)再次通過y軸的速度為v2，由動(dòng)能定量 ⑾此時(shí)繩對小球的拉力為T，則 ⑿由以上各式解得 ⒂
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