電場和重力場復合與等效.ppt

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1、用等效法解靜電場綜合性習題等效法是把復雜的物理現(xiàn)象,物理過程轉(zhuǎn)化為簡單的物理現(xiàn)象物理過程來研究和處理的一種科學思想方法,它是物理學研究的一種重要方法。例1：一條長為l的細線上端固定在Ｏ點，下端系一個質(zhì)量為m的小球，將它置于一個足夠大的勻強電場中，場強為Ｅ，方向水平向右。已知，小球在Ｂ點時恰好處于平衡，細線與豎直方向夾角為?角如圖，求（1）當細線與豎直方向夾角?為多大時，才能使小球由靜止釋放后細線擺到豎直位置時，小球速度恰好為零。（2）當細線與豎直方向成?角時，小球至少有多大的速度，才能使小球做圓周運動。EOBm?等效重力場BCA?O?G’=mgcos?G’qEmgAOC=?在

2、B點:tg?=qE/mg設小球由Ｃ點（細線與豎直方向夾角為?）運動到最低點Ａ時，速度恰好為零。mgl(1-cos?)=qElsin?tg?=1-cos?sin????=2?根據(jù)能量守恒定律“最高點”ＤＤＶＤ“最低點”ＢＢＶＢ?G’Ｏ解：設小球在重力場和勻強電場中，等效重力mgＧ’＝cos??在Ｄ點lＧ’＝mVD2?從ＢＤ由能量守恒定律12mVB2=mgcos?l2+12mVD2?在Ｄ點小球剛好通過則繩的拉力為零mgcos?+qEsin?=mVD2lmgcos?+mgtg?sin?=mVD2l?mg/cos?=mVD2l從ＢＤ由動能定理12mVB2=2mglcos?+2qEls

3、in?+12mVD2ＤＶＤＶＢＯmgqEqEmg??如不按等效場來解使小球恰好通過最高點ＶＢ＝？ＶＢＶＤlmO聯(lián)想：11【例6】半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一個質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強電場．如圖105所示．珠子所受靜電力是其重力的倍．將珠子從環(huán)上最低位置A點靜止釋放．求珠子所能獲得的最大動能Ekm?12【解析】從等效場的角度分析．珠子在運動中所受到的電場力和重力均不變，把電場和重力場疊加，重力mg和電場力Fe的等效場力，方向與重力夾角a=arccos如圖所示．圖中DOCB是等效場力的方向．顯然，珠子在達到圖中的位置B時，具有最大的動能

4、．這一動能值為自A至B過程中等效場力F對珠子所做的功．13