4專題四靜電場中的動力學(xué)問題

1、1第一章：靜電場中的動力學(xué)問題第一章：靜電場中的動力學(xué)問題一、一、規(guī)律規(guī)律1.運動規(guī)律：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、斜拋運動、運動規(guī)律：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、斜拋運動、簡諧運動、運動的合成與分解、螺旋線運動的規(guī)律；簡諧運動、運動的合成與分解、螺旋線運動的規(guī)律；2.動力學(xué)規(guī)律：牛頓運動定律、動量定理、動能定理、機械能守恒定律、功和能的關(guān)動力學(xué)規(guī)律：牛頓運動定律、動量定理、動能定理、

2、機械能守恒定律、功和能的關(guān)系、動量守恒定律、能量守恒定律。系、動量守恒定律、能量守恒定律。（1）牛頓運動定律（牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律））牛頓運動定律（牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律）（2）動量定理（單體的動量定理、系統(tǒng)的動量定理））動量定理（單體的動量定理、系統(tǒng)的動量定理）（3）動能定理（單體的動能定理、系統(tǒng)的動能定理））動能定理（單體的動能定理、系統(tǒng)的動能定理）（4）機械能守恒定律（單體的機械能守恒定律、系

3、統(tǒng)的機械能守恒定律））機械能守恒定律（單體的機械能守恒定律、系統(tǒng)的機械能守恒定律）（5）功和能的關(guān)系（重力做功與重力勢能變化的關(guān)系、彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)）功和能的關(guān)系（重力做功與重力勢能變化的關(guān)系、彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系、合外力做功與動能變化的關(guān)系、除了重力和彈力之外系、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系、合外力做功與動能變化的關(guān)系、除了重力和彈力之外的其他力做功與機械能變化的關(guān)系、安培力做功與電能變

4、化的關(guān)系）的其他力做功與機械能變化的關(guān)系、安培力做功與電能變化的關(guān)系）（6）動量守恒定律）動量守恒定律（7）能量守恒定律）能量守恒定律二、思路二、思路1.選擇研究對象：物體或系統(tǒng)；選擇研究對象：物體或系統(tǒng)；2.進行運動過程分析和受力分析；進行運動過程分析和受力分析；3.根據(jù)運動特點和受力特點選擇合適的運動規(guī)律和動力學(xué)規(guī)律列方程求解。根據(jù)運動特點和受力特點選擇合適的運動規(guī)律和動力學(xué)規(guī)律列方程求解。三、三、例題例題模塊一：動力學(xué)觀點模塊一：

5、動力學(xué)觀點思路：思路：1.選擇研究對象：物體或系統(tǒng)；選擇研究對象：物體或系統(tǒng)；2.進行運動過程分析和受力分析；進行運動過程分析和受力分析；3.根據(jù)牛頓第二定律列動力學(xué)方程；根據(jù)運動特點列運動方程；根據(jù)牛頓第二定律列動力學(xué)方程；根據(jù)運動特點列運動方程；4.聯(lián)立方程求解。聯(lián)立方程求解。例題例題1：如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板。有一質(zhì)量m、電荷量q（q0）的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處靜止。若某一時

6、刻在金屬板A、B間加一電壓，小物塊與金32ABmgdUq???屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)?，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回。已知小物塊2q?與絕緣平板間的動摩擦因素為μ，若不計小物塊電荷量對電場的影響和碰撞時間。則：（1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？（2）小物塊碰撞后經(jīng)過多長時間停止運動？停在何位置？答案：（1）gl?（2）時間為14g?，停在2l處或距離B板為2l3內(nèi)阻可不計的電源相連。設(shè)兩板之間只有一個

7、質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點。已知：若小球與極板發(fā)生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱?，帶電狀態(tài)也立即改變，改變后，小球所帶電荷符號與該極板相同，電量為極板電量的倍（1）。不計帶電小球?qū)O板間勻強電場的影響。??重力加速度為g。（1）欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運動，電動勢?至少應(yīng)大于多少？（2）設(shè)上述條件已滿足，在較長的時間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運動。求在T時間內(nèi)小球往返運動的次數(shù)以及通過電源的總電量。解析：解析：（1

8、）用Q表示極板電荷量的大小，q表示碰后小球電荷量的大小。要使小球能不停地往返運動，小球所受的向上的電場力至少應(yīng)大于重力，則①qmgd??其中②qQ??又有③QC??由以上三式有：④mgdC???（2）當(dāng)小球帶正電時，小球所受電場力與重力方向相同，向下做加速運動。以a1表示其加速度，t1表示從A板到B板所用的時間，則有：⑤1qmgmad???⑥21112dat?當(dāng)小球帶負(fù)電時，小球所受電場力與重力方向相反，向上做加速運動，以a2表示其加速