水流星模型整理

谢东华系列课件 2015年高考物理复习 单摆模型与 水流星 模型 带电粒子在电场中的直线运动 知识回顾 带电粒子在电场中的加速 由动能定理得 由此可得 粒子到达负极板时的速度为 A 质子B氘核C 粒子D 钠离子 例题1 下列粒子从初速度为零的状态 经过电压为U的电场后 那种粒子的速度最大 答案 A 重要说明 带电粒子重力的处理1 可忽略重力的是 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 或强烈暗示可以忽略重力的 2 不可忽略重力的是 带电颗粒 如尘埃 液滴 小球等 或强烈暗示不可以忽略重力的 带电粒子在电场中的类平抛运动 知识回顾 带电粒子在电场中的偏转 如图所示 有一带电量为 q的粒子以速度v0垂直进入竖直放置的平行板 板间电压为U2 试求带电粒子出电场时的速度 偏转角 加速度 通过电场的时间 侧向位移等 若在后面放置一屏 请在屏中标明粒子的位置 y v0 vy v 解 粒子做水平方向上的匀速运动 竖直方向的自由落体运动 加速度为 通过电场的时间 1 侧向位移 2 偏转速度为 y v0 vy v 加速度为 通过电场的时间 1 侧向位移 2 偏转速度为 3 出电场的速度为 4 偏转角为 5 偏离屏的距离 带电粒子在电场中的类平抛运动 单摆模型 例1 小球质量为m 用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点 小球可看作质点 现将小球自与竖直成 角的A位置由静止释放 试求小球在最低点的速度 以及此时绳的拉力 mg F 解 小球下摆过程中 由动能定理有 故小球在最低点的速度为 球在最低点由牛顿第二定律有 此时绳的拉力 单摆模型 例2 带 q的小球质量为m 用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点 小球可看作质点 另存在竖直向下的 场强为E匀强电场 现将小球自与竖直成 角的A位置由静止释放 试求小球在最低点的速度 以及此时绳的拉力 mg F qE 解 小球下摆过程中 由动能定理有 故小球在最低点的速度为 球在最低点由牛顿第二定律有 此时绳的拉力 单摆模型 例3 带 q的小球质量为m 用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点 小球可看作质点 另存在水平向右的 场强为E mg q匀强电场 现将小球自与竖直成 角的A位置由静止释放 试求小球在最低点的速度 以及此时绳的拉力 mg qE F qE mg 解 小球下摆过程中 由动能定理有 故小球在最低点的速度为 球在最低点有 思考 小球的运动形式怎样 拓展 小球在哪里具有最大速度 此时拉力情况如何 单摆模型 例3 带 q的小球质量为m 用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点 小球可看作质点 另存在水平向右的 场强为E mg q匀强电场 现将小球自水平位置静止释放 试求小球运动的最大速度 以及此时绳的拉力 mg qE F合 解 小球在摆到最 低 点过程中 由动能定理有 故小球在最 低 点的速度为 球在最 低 点由牛顿第二定律有 此时绳的拉力 单摆模型小结 平衡位置 1 最大速度位置 2 能保持静止的位置 3 合场力所指位置 4 合场的 最低点 单摆模型 例4 带 q的小球质量为m 用一长为L且不可伸长的轻绳悬于0点 小球可看作质点 另存在水平向左的 场强为E mg 2q匀强电场 现将小球自水平位置由静止释放 试求小球在最低点的速度 以及此时绳的拉力 mg qE F V 1 2 3 解析 1 2过程做匀加速运动 在2位址绳拉直过程中 小球速度由v变为vx 小球在2 3过程中做圆周运动 由动能定理有 故小球在最低点的速度为 vt 球在最低点由牛顿第二定律有 水流星 模型 例5 长为L的细绳 一端系一质量为m的小球 另一端固定于某点 当绳竖直时小球静止 现给小球一水平初速度 使小球在竖直平面内做圆周运动 并且刚好过最高点 试求小球在最低点 最高点的速度 以及相应的绳的拉力 在A点有 G FA G FB AB过程中有 在B点有 当FA 0时 有过最高点的最小速度 最小速度 得在最低点B速度 得在最低点绳的拉力 水流星 模型 G FA G FB qE qE 讨论 1 qE mg 在A点有 AB过程中有 在B点有 当FA 0时 有过最高点的最小速度 最小速度 得在最低点B速度 得在最低点绳的拉力 例6 长为L的绝缘细绳 一端系一质量为m的带电量为 q的小球 另一端固定于某点 同时存在一场强为E 方向竖直向上的匀强电场 小球在恰能在竖直平面内做圆周运动 试求小球做圆周运动的最小速度与最大速度 以及相应的绳的拉力 水流星 模型 G FA G FB qE qE 讨论 2 qE mg 在B点有 BA过程中有 在A点有 当FB 0时 有过最高点的最小速度 最小速度 得在最 低 点A速度 得在最 低 点绳的拉力 例6 长为L的绝缘细绳 一端系一质量为m的带电量为 q的小球 另一端固定于某点 同时存在一场强为E 方向竖直向上的匀强电场 小球在恰能在竖直平面内做圆周运动 试求小球做圆周运动的最小速度与最大速度 以及相应的绳的拉力 水流星 模型 例6 长为L的绝缘细绳 一端系一质量为m的带电量为 q的小球 另一端固定于某点 同时存在一场强为E 方向竖直向上的匀强电场 小球在恰能在竖直平面内做圆周运动 试求小球做圆周运动的最小速度与最大速度 以及相应的绳的拉力 G FA G FB qE qE 讨论 3 qE mg 因qE mg 拉力提供向心力 小球做匀速圆周运动 水流星 模型 球在最 高 点A 由牛顿第二定律有 故 F AB过程中有 得在最 低 点B速度 例7 长为L的绝缘细绳 一端系一质量为m的带电量为 q的小球 另一端固定于某点 同时存在一场强为E 方向竖直向右的匀强电场 小球在恰能在竖直平面内做圆周运动 试求小球做圆周运动的最小速度与最大速度 以及相应的绳的拉力 在B点有 得在最 低 B点绳的拉力 水流星 模型小结 在最 高 点 qE mg 当F 0时有过最 高 点的最小速度 在最 低 点 物体从最 高 点到在最 低