靜電場(chǎng)與重力場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化和守恒

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1、四重五步學(xué)習(xí)法——讓孩子終生受益的好方法靜電場(chǎng)與重力場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化及守恒要點(diǎn)、帶電微?；蛘邘щ娢矬w在靜電場(chǎng)和重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量守恒　　要點(diǎn)詮釋：　　（1）帶電物體只受重力和靜電場(chǎng)力作用時(shí)，電勢(shì)能、重力勢(shì)能以及動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒，即　?。?）帶電物體除受重力和靜電場(chǎng)力作用外，如果還受到其它力的作用時(shí)，電勢(shì)能、重力勢(shì)能以及要點(diǎn)詮釋：電場(chǎng)中的功能關(guān)系1．功能關(guān)系(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變；(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變；(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化；(4)所有力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能

2、的變化.2．帶電粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)正負(fù)功的判斷(1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子受力方向一定沿電場(chǎng)線指向軌跡凹側(cè)；(2)電場(chǎng)力與速度方向間夾角小于90°，電場(chǎng)力做正功；夾角大于90°，電場(chǎng)力做負(fù)功.3.電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(1)由公式計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為(2)由來計(jì)算，此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng)(3)由動(dòng)能定理來計(jì)算：(4)由電勢(shì)能的變化計(jì)算：動(dòng)能之和發(fā)生變化，此變化量等于其它力的功，這類問題通常用動(dòng)能定理來解決。例一、在重力場(chǎng)和靜電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化和守恒4、如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，且相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，一個(gè)正電荷在等勢(shì)面U3

3、上時(shí)具有動(dòng)能，它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面U1時(shí)，速度為零，令U2=0，那么該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為J時(shí)，其動(dòng)能大小是多少？（設(shè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中只有電場(chǎng)力做功）5讓更多的孩子得到更好的教育400-661-6666四重五步學(xué)習(xí)法——讓孩子終生受益的好方法【變式】如圖所示，一個(gè)絕緣光滑半圓軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E，在其上端，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為的小球由靜止下滑，則（?。　.小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒　　B.小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)速度最大　　C.小球在最低點(diǎn)對(duì)球的壓力為　　D.小球在最低點(diǎn)對(duì)球的壓力為例二、一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為－q的物體，可以在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng)，軌道O端有一與軌道垂直的固定墻

4、。軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向沿Ox軸正方向。當(dāng)物體m以初速度從點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到軌道大小不變的摩擦力的作用，且，設(shè)物體與墻面碰撞時(shí)機(jī)械能無損失，且電量不變，求：　　(1)小物體m從位置運(yùn)動(dòng)至與墻面碰撞時(shí)電場(chǎng)力做了多少功？　　(2)物體m停止運(yùn)動(dòng)前，它所通過的總路程為多少？4、（2015皖南八校三聯(lián)）如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一半徑為．R的圓，AB是一條直徑，空間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與水平面平行．在圓上A點(diǎn)有一發(fā)射器，以相同的動(dòng)能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球，小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，在這些點(diǎn)中，經(jīng)過C點(diǎn)的小球動(dòng)能最大，由于發(fā)射

5、時(shí)刻不同時(shí)，小球間無相互作用，且∠α=30°，下列說法正確的是（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．電場(chǎng)的方向垂直AB向上　　　B．電場(chǎng)的方向垂直AB向下　　C．小球在A點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向發(fā)射，若恰能落到C點(diǎn)，則初動(dòng)能為qER/8　　D．小球在A點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向發(fā)射，若恰能落到C點(diǎn)，則初動(dòng)能為qER／45讓更多的孩子得到更好的教育400-661-6666四重五步學(xué)習(xí)法——讓孩子終生受益的好方法例3、如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去，小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到

6、離開彈簧的過程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為和，小球離開彈簧時(shí)速度為，不計(jì)空氣阻力，則上述過程中(　　)A、小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B、小球的重力勢(shì)能增加C、小球的機(jī)械能增加D、小球的電勢(shì)能減少舉一反三【變式1】圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0.一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV.當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?eV，它的動(dòng)能應(yīng)為（）A、8eVB、13eVC、20eVD、34eV【變式2】一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，電場(chǎng)方向

7、豎直向下,若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，能量變化情況為A．動(dòng)能減小B．電勢(shì)能增加C．動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小D．重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加5讓更多的孩子得到更好的教育400-661-6666四重五步學(xué)習(xí)法——讓孩子終生受益的好方法一、選擇題：1、有一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下，若不計(jì)空氣阻力，則油滴從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中能量變化情況是()A、動(dòng)能逐漸減少B、電勢(shì)能增加C、電勢(shì)能和動(dòng)能之和減少D、重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加2、