通用版2019版高考物理二轮复习第二部分第一板块第3讲吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题讲义含解析.pdf
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1、吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题 考法 学法 带电粒子在复合场中的运动问题是历年高考的热点,考查的难度从易到难都有。 考查的题型既有选择题,又有计算题。考查的主要内容包括:带电粒子在组合 场中的运动;带电粒子(体)在叠加场中的运动。该部分内容主要解决的是选择 题中的带电粒子在复合场中的运动问题。用到的思想方法有:比值定义法; 假设法 ; 合成法 ; 正交分解法 ; 临界、 极值问题的分析方法 ; 等效思想 ; 分解思想。 提能点一 对电场、重力场的综合考查重难增分类考点 讲练结合过关 研一题 多选如图所示,一质量为m的带电小球用长为L不可伸长 的绝缘
2、细线悬挂于O点,在O点下方存在一个水平向右、 场强为E 的匀强电场,小球静止时细线与竖直方向成 45角,不计空气阻力, 重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( ) A若剪断细线,小球将做曲线运动 B小球带负电,且电荷量为mg E C若突然将电场方向变为水平向左,小球在最低点速率为 2gL D若突然将电场方向变为水平向左,小球一定能运动到O点右侧等高处 解析 若剪断细线, 小球在恒力作用下将做直线运动, 选项 A 错误 ; 对小球受力分析, 由平衡条件可知小球带负电,且qEmgtan 45,解得q,选项 B 正确 ; 将电场方向变 mg E 为水平向左,小球从题图所示位置运动到最低点,由动能定理
3、有mgL(1cos 45)EqLsin 45mv2,解得v,选项 C 正确;将电场方向变为水平向左,小球运动到O点右侧 1 2 2gL 与初始位置等高处时速度最大,则小球一定能运动到O点右侧等高处,选项 D 正确。 答案 BCD 悟一法 解决电场力做功问题时的注意点 1利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况。 2应用公式WABqUAB计算时,WAB、q、UAB一般都要带正、负号计算。 通一类 1.在竖直平面内有水平向右、 场强为E的匀强电场, 在匀强电 场中有一根长为L的绝缘细线, 一端固定在O点, 另一端系一质量为m的带电小球, 它静止时 位于A点, 此时细线与竖直方向成 37角
4、, 如图所示。 现对小球施加一沿与细线方向垂直的 瞬时冲量, 小球能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动。下列对小球运动的分析正确的是 (不考虑空气阻力,细线不会缠绕在O点上)( ) A小球运动到C点时动能最小 B小球运动到C点时细线拉力最小 C小球运动到Q点时动能最大 D小球运动到B点时机械能最大 解析:选 D 由题意可知,小球所受的电场力与重力的合力沿OA方向,小球从A点开 始无论向哪运动,合力对小球都做负功,小球动能将减小,所以运动到A点时动能最大,C 错误;小球运动到与A点关于圆心对称的点时动能最小,在该点时细线的拉力最小,A、B 错误;小球在运动过程中,运动到B点时电场力做功最多,因此
5、机械能最大,D 正确。 2.如图所示, 平行板电容器水平放置, 两极板间电场强度大小为E, 中间用一光滑绝缘细杆垂直连接,杆上套有带正电荷的小球和绝缘弹 簧,小球压在弹簧上,但与弹簧不拴接, 开始时对小球施加一竖直向 下的外力, 将小球压至某位置使小球保持静止。 撤去外力后小球从静止 开始向上运动, 上升h时恰好与弹簧分离,分离时小球的速度为v,小 球上升过程不会撞击到上极板,已知小球的质量为m、 带电荷量为q, 重力加速度为g,下列说 法正确的 是( ) A与弹簧分离时小球的动能为mghqEh B从开始运动到与弹簧分离,小球增加的机械能为mghqEh C从开始运动到与弹簧分离,小球减少的电势
6、能为qE h D撤去外力时弹簧的弹性势能为mv2(qEmg)h 1 2 解析:选 D 根据动能定理可知,合外力对小球所做的功等于小球动能的变化量,所以 小球与弹簧分离时的动能为EkqEhmghEp,A 错误;从开始运动到与弹簧分离,小球增 加的机械能为 Emghmv2qEhEp,B 错误;小球减少的电势能为qEh,故 C 错误;从 1 2 撤去外力到小球与弹簧分离,由动能定理可知,EpqEhmghmv2,所以Ep 1 2 mv2(qEmg)h,D 正确。 1 2 3多选如图所示,一光滑绝缘斜面的直角点A处固定一带电 量为q、 质量为m的绝缘小球甲, 另一质量也为m、 带电量也为q的 小球乙置于
7、斜面顶点B处, 已知斜面长为L, BCA30。现把小球乙从B处由静止自由释 放,小球乙能沿斜面从B处运动到斜面底端C处(静电力常量为k, 重力加速度为g),下列结 论正确的是 ( ) A小球到达斜面中点D处时的速度大小为 gL 2 B小球运动到斜面底端C处时,对斜面的压力大小为mg 3 2 2kq2 3L2 C小球从B处运动到C处时减少的重力势能等于增加的动能 D小球从B处运动到C处电势能先增加后减少 解析 : 选 ABD 由题意知, 小球乙运动到D处时, 由几何关系知ADAB, 所以有DB, 即UDBDB0,由动能定理得: mg sin 30qUDBmv20,解得 :v ,A 正确 ; 小球
8、运动到 L 2 1 2 gL 2 C处时,受力分析如图所示,由平衡条件得:FNF库sin 30mgcos 30,F库,联立解得:FNmg,B 正确;小球从B处运动到C处 kq2 Lcos 302 3 2 2kq2 3L2 重力势能减少,电势能减少,动能增加,减少的重力势能与电势能之和等于增加的动能,C 错误 ; 小球从B处运动到C处,先靠近A处后远离A处,电场力先做负功后做正功,电势能 先增加后减少,D 正确。 提能点二 对电场、磁场、重力场的综合考查多维探究类考点 精细精研过关 点点探明 题型 1 组合磁场中带电粒子的运动 例 1 多选如图所示,在区域和区域内分别存在与纸面垂 直但方向相反的
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