新課標(biāo)人教版3-1選修三19帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)5-wenkub.com
2024-12-05 07:00 本頁(yè)面
【正文】 解決帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，基本上是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)知識(shí)的綜合題。由以上分析可知粒子打在Ｏ ／點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為： 41 Ta ???＝ mdTqU40 。如果電場(chǎng)的大小和方 向都不變，帶電粒子在電場(chǎng)方向上又沒(méi)有位移，電場(chǎng)力做功為零。同理分析可得，在 2TnTt ?? 時(shí)刻進(jìn)入的粒子有距Ｏ ／ 點(diǎn)向上的最大位移，即mdTqUd 16 20max ?上 。 由以上分析可知，粒子在ＭＮ上擊中點(diǎn)在Ｏ ／ 下方最大位移處可能在 t／ 時(shí)刻進(jìn)入的粒子取得，粒子先以 mdqUa 01 ?作勻加速運(yùn)動(dòng)，后以mdqUa 2 02 ? 作勻減速運(yùn)動(dòng)，再以 mdqUa 01 ? 作勻加速運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為Ｔ，在剩下的 4T 時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力的沖量與 4T 到 2T 電場(chǎng) 力的沖量相等，方向相同。 （３） 由已知條件知，必有帶電粒子擊中Ｏ /點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)擊中Ｏ /點(diǎn)的帶電粒子做的總功是多少？ 解析：這是一個(gè)帶電粒子在方波形交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題。因圖像中變量發(fā)生轉(zhuǎn)換，所以圖像的曲線與坐標(biāo)軸所圍的面積、斜率等的物理意義都發(fā)生了變化。 四、圖像法 把數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖像應(yīng)用于物理題目的解答過(guò)程，首先必須要解決的問(wèn)題是深刻領(lǐng)會(huì)圖像的物理意義，這是用圖像來(lái)解答物理題目的基礎(chǔ)，把物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像來(lái)處理是在理解了圖像的物理含義的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。解決本題的關(guān)鍵：（１）不被表面現(xiàn)象迷惑，不糾纏非本質(zhì)因素：往復(fù)多少次，每次到達(dá)斜面上什么位置。 由于摩擦力總是做負(fù)功，物體機(jī)械能不斷損失，所以物體通過(guò)同一位置時(shí)的速率將不斷減小，直到最后停止運(yùn)動(dòng)。故小物體沿ＡＢ管壁作勻加速運(yùn)動(dòng)。 例三、一根對(duì)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(chǎng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，管ＡＢ長(zhǎng)為 l，小球在Ｂ端與管作用沒(méi)有能量損失，管與水平面夾角為θ，如圖所示。由于在豎直面內(nèi)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，所以Ｏ到Ｍ的時(shí)間與Ｍ到Ｏ ／ 的時(shí)間相等即/MOOM tt ?。 二、獨(dú)立作用原理 當(dāng)一個(gè)帶電體同時(shí)受到幾個(gè)恒力的作用做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，從力的獨(dú)立作用原理出發(fā)，根據(jù)在不同方向上的受力和運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)用物理定理或定律的分量形式解題。例 如，垂直射入平行板電場(chǎng)中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)可類比于平拋，帶電單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可等效于重力場(chǎng)強(qiáng)度 g值的變化等。（３）必須全面分析物理過(guò)程，確定相關(guān)物理量的變化情況，尤其應(yīng)注意解題過(guò)程中的臨界情況的出現(xiàn)，謹(jǐn)防漏解或錯(cuò)解。 帶電粒子在交變電場(chǎng)中（矩形方波）的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，涉及到力學(xué)和電場(chǎng)知識(shí)的綜合應(yīng) 用。處理帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟：（１）分析帶電粒子的受力情況。 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中綜合問(wèn)題的解析 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)綜合電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問(wèn)
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