2019_2020学年高考物理主题1静电场微型专题1库仑力作用下的平衡课件必修3.pptx
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1、,主题1 静电场,微型专题1 库仑力作用下的平衡,学科素养与目标要求,物理观念: 进一步掌握库仑力的计算公式及库仑力的方向判定. 科学思维: 1.会进行库仑力作用下带电体的受力分析. 2.会运用合成法、分解法处理共点力作用下的平衡.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,达标检测,检测评价 达标过关,微型专题练,克难解疑 精准高效,重点探究,启迪思维 探究重点,重点探究,一、非共线力作用下带电体的平衡,1.库仑力具有力的一切性质,可以与其他力合成、分解,两点电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力,遵从牛顿第三定律.,2.共点力的平衡条件:物体所受外力的合力为零,即F合0或 .,3.处理平衡问题常
2、用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法. 4.选取研究对象时,要注意整体法和隔离法的灵活运用.,例1 (多选)两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度1、2,如图1所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是 A.若m1m2,则12 B.若m1m2,则12 C.若m1m2,则12 D.若q1q2,则12,图1,解析 以m1为研究对象,对m1受力分析如图所示. 由共点力平衡得FTsin 1F库 FTcos 1m1g ,因为不论q1、q2大小如何,两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力,
3、永远相等,,故选项B、C正确.,例2 如图2所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高,若B的质量为30 g,则B带电荷量是多少?(取g10 m/s2,小球A、B视为点电荷,k9.0109 Nm2/C2),图2,答案 1.0106 C,解析 因为B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高,设A、B之间的水平距离为L.,对B进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件,,二、同一直线上带电体的平衡,1.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,每个电荷受到的合力均为零,根据平衡条件可得,电荷间的关系为:“
4、两同夹异”“两大夹小”“近小远大”. 2.对于三个自由电荷的平衡问题,只需对其中两个电荷列平衡方程,不必再对第三个电荷列平衡方程.,例3 如图3所示,带电荷量分别为q和4q的两点电荷A、B,相距L,问: (1)若A、B固定,在何处放置点电荷C,才能使C处于平衡状态?,答案 见解析,图3,解析 由平衡条件,对C进行受力分析,C应在AB的连线上且在A、B之间,,(2)在(1)中的情形下,C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗?,答案 见解析,A、B对其作用力的合力均为零,故C的电荷量大小和电性对其平衡无影响.,(3)若A、B不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才可以使三个点电荷都处于平衡状态?,答案
5、 见解析,解析 若将C放在A、B电荷两边,A、B对C同为向左(或向右)的力,C都不能平衡; 若将C放在A、B之间,C为正电荷,则A、B都不能平衡,所以C为负电荷. 设放置的点电荷的电荷量大小为Q,与A相距r1,,学科素养 通过三个例题,使学生练习了库仑力作用下的受力分析,并能熟练运用“合成法”“分解法”解决各种库仑力作用下的平衡问题,锻炼了学生对所学知识的归纳与迁移应用能力,较好地体现了“科学思维”的学科素养.,达标检测,1.(库仑力作用下的平衡)(多选)A、B两带电小球,质量分别为mA、mB,用绝缘不可伸长的细线如图4悬挂,静止时A、B两球处于相同高度.若B对A及A对B的库仑力分别为FA、F
6、B,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列判断正确的是 A.FAFB B.细线AC对A的拉力FTA C.细线OC的拉力FTC(mAmB)g D.同时烧断AC、BC细线后,A、B在竖直方向的加速度相同,1,2,3,图4,解析 两球间的库仑力是作用力与反作用力,大小一定相等,故A错误; 对小球A受力分析,受重力、库仑力、拉力,如图. 由共点力的平衡条件有:mAgFTAcos 30,,1,2,3,由整体法可知,细线OC的拉力等于两球的总重力,故C正确; 同时烧断AC、BC细线后,A、B在竖直方向只受重力不变,所以加速度相同,故D正确.,2.(库仑力作用下的平衡)如图5所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝
7、缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为,若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,分别为30和45.,1,2,3,图5,解析 由A的受力分析图可得Fmgtan ,,1,2,3,3.(库仑力作用下的平衡)如图6所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应 A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点 C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点,1,2,3,图6,解析 小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状
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