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专题复习 复合场中的圆周运动 重庆市忠县忠州中学张云忠 专题复习 复合场中的圆周运动 例题 如图1所示 一条长为l的绝缘轻绳一端固定悬挂在o点 一端连接一个带电量为 q 质量为m的金属小球置于qe mg的水平向右的匀强电场中 在a点给小球一个水平向右的初速度v0 使小球能够在竖直面内做完整的圆周运动 不计空气阻力和漏电 试分析金属小球的运动情况 专题复习 复合场中的圆周运动 等效最低点 等效最高点 专题复习 复合场中的圆周运动 1 复合场 带电体静止时的位置 等效最低点 圆周上与等效最低点相对应的位置 等效最高点 重力与电场力的合力 等效重力 重力与电场力的合力产生的加速度 等效重力加速度 如果在a点释放小球时 要让小球在竖直平面内恰好能做完整的圆周运动 则需要给小球多大的初速度 专题复习 复合场中的圆周运动 问题讨论 在q点时小球恰好做圆周运动 即等效重力提供向心力 有 由题意可知 mg qe 故小球在等效最低点时 poa 450 分析 mg 从a运动到q的过程中 由动能定理有 mgl 1 sin qecos mv22 mv02 解得 v0 专题复习 复合场中的圆周运动 1 复合场 带电体静止时的位置 等效最低点 圆周上与等效最低点相对应的位置 等效最高点 重力与电场力的合力 等效重力 重力与电场力的合力产生的加速度 等效重力加速度 2 圆周运动的条件 绳模型 等效最高点v2 杆模型 等效最高点v2 0 深化拓展 e机 4 3 mgl 拓展 小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动的过程中 取a点为零重力势能面 小球的最大机械能是多少 深化拓展 拓展 小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动的过程中 小球的机械能最大时绳的拉力t多大 t 3 3 mg 深化拓展 拓展 小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动的过程中 取b点为零电势能点 小球的最大电势能是多少 m 2mgl d 深化拓展 拓展 例题中的小球假设受空气阻力作用最终只是在等效最低点附近做小幅摆动 50且小幅摆动时空气阻力很小而不计 求小球相邻两次经过等效最低点的时间 t t 深化拓展 拓展 将例题中的匀强电场由水平方向旋转900变为竖直向下 其他条件不变 则小球在竖直平面内恰好做完整的圆周运动需要在a点给多大的初速度v0 v0 专题复习 复合场中的圆周运动 1 复合场 带电体静止时的位置 等效最低点 圆周上与等效最低点相对应的位置 等效最高点 重力与电场力的合力 等效重力 重力与电场力的合力产生的加速度 等效重力加速度 2 圆周运动的条件 绳模型 等效最高点v2 杆模型 等效最高点v2 0 3 分析方法 受力分析功能关系 思考练习 1 例题中 如果让小球由d点静止释放 小球运动中的最大动能是多少 2 假设例题中的金属小球原来不带电而静止在a点如图3 在与a点小球相切的绝缘水平面上有一个带电量为 2q且与a点小球完全相同的另一金属小球由静止释放后与a处小球发
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