高二高三物理:重力电场力综合题,您能快速拿下吗?请看详细解析

B站影视 韩国电影 2025-04-05 21:50 1

摘要:求法一:根据滑块在A处速度求。可惜在A处速度未知,抓紧更换思路。

物体或粒子在混合场中运动,如何进行受力分析?

力和速度如何进行正确分解?

定理、定律如何正确适用?

请看下面一道重力、电场力综合题的详细讲解。

文末有四点学好物理的建议,请仔细品味。

如图所示,质量为m=1.0kɡ、带正电且电荷量q=+1.0×10-4C的滑块从A点右侧光滑水平面以某一初速度冲上固定在竖直平面内的光滑圆轨道,并沿光滑圆轨道内侧运动到B处后离开圆轨道,恰好从C处无碰撞地冲上粗糙水平台面继续滑行t=0.3s停止运动,水平台面与滑块间的动摩擦因数µ=0.2。整个装置处于竖直向下的匀强电场中,电场强度E=1.0×105N/C。竖直圆轨道在A点和光滑水平面相切,圆轨道半径R=0.1m,OB与水平面夹角θ=37°。重力加速度大小为ɡ=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)滑块在B处速度vB的大小;

(2)滑块在A处受到圆轨道的支持力F大小。

求滑块在B处速度vB,有两种求法:

求法一:根据滑块在A处速度求。可惜在A处速度未知,抓紧更换思路。

求法二:根据滑块在C处速度求。

C处,滑块受到四个力的作用:竖直向下的重力mɡ和电场力qE、水平台面对其竖直向上的支持力(大小为mɡqE)、水平向左的摩擦力(大小为µ(mɡqE))。

滑块在水平方向上摩擦力的作用下,0.3秒速度减为零。

弄清运动过程及受力分析后,恰当运用公式。

用动量定理(合外力的冲量等于物体动量变化量)较合适,无需用运动学公式。

滑块从C处至静止,此过程由动量定理有-µ(mɡqE)t=0-mvC,解得vC=1.2m/s,方向水平向右。您可以从理解角度直接列为µ(mɡqE)tmvC,不用死套公式、不用硬记、不怕正负号搞混。CvB有啥关系?

题干透露滑块“恰好从C处无碰撞地……”,这表明在C处,滑块的速度方向是水平向右的。

BC,滑块仅受竖直向下的重力和电场力,逆着运动看,假如从CB,滑块做的是类平抛运动。即水平方向上速度始终相等。这就找到了vCvB的关系。将滑块在B处的速度vB分解,如下图,易知vBvC/sinθ=1.2m/s/0.6=2m/s,方向斜向上偏右约53°。

第一问注意在C处的运动状态和受力分析,注意动量定理的恰当运用。

滑块在A处,已经开始了做圆周运动。

A处,滑块受到三个力的作用:竖直向下的重力mɡ和电场力qE、圆轨道对其竖直向上的支持力F,这三个力的合力,提供滑块做圆周运动的向心力。

据此可列方程F-(mɡqE)=mvA2/R------①求F,只需知道滑块在A处的速度v

求滑块在A处的动能,从B处求,还是从C处求?

第一问已经求得了滑块在B处速度vB=2m/s,没必要再从C处说起。

滑块从A运动到B

轨道对其支持力始终与运动方向垂直、不做功。

滑块克服重力和电场力做功,即二力做负功,导致滑块动能减小。

由于有重力之外的电场力做功,故滑块的机械能不守恒。

但,合外力做的总功等于物体(或系统)的动能变化量,此为动能定理,有时它比机械能守恒定律还卓越。

重力和电场力的做功,与运动路径无关,只管在力的方向上的位移。

滑块从AB,由动能定理有[-(mɡqE)]×(RR×sinθ)=mvB2-mv2------②

联立①②,解得F=124N,方向竖直向上。

求解物理题,应注意什么?

首先注意正确受力分析、弄明白运动过程及其临界点;

其次掌握定理定义定律的适用范围、灵活适用公式;

再次别怕未知数多,每个特殊状态一般都蕴含一个公式。当求解不顺时,很可能少列某个公式、或计算失误。

最后,每做完一道题,注意体会总结。题会用到哪些知识点、总结自己在哪里思路受阻或出了错。

作者简介

中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。

专注教育领域,持续发布小升初、中考、高考压轴大题的多角度原创详细权威解析,力求篇篇经典。不卖课、不带货、不卖资料,干干净净免费传播知识。

发文涉及科目主要有中高考数学、物理,偶尔也有英语、化学、作文。

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来源:才子教育

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