在匀强电场先应用运动的合成和分解.ppt

复习课 U + - V V0 知识回顾 一．带电粒子在电场中的直线运动 B U A V0 V 匀强 电场 非匀强电场 只受电场力的作用 此式既可适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。对匀强电场，也可直接应用运动学和动力学公式求解 求V的方法： 1、动能定理 2、根据牛顿定律和运动学公式 例1 如图所示，水平放置的Ａ、Ｂ两平行板相距ｈ，上板Ａ带正电。现有质量ｍ、电荷量为＋ｑ的小球在Ｂ板下方距离为Ｈ处，以初速度Ｖ0竖直向上从Ｂ板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到Ａ板，Ａ、Ｂ间电势差ＵAB应为多大？ V0 h Ｈ Ｂ Ａ 解法1：小球运动分两个过程，在B板下方时仅受重力作用，做竖直上抛运动；进入电场后受向下的电场力和重力作用，做匀速直线运动。 对第一个运动过程： 对第二个运动过程，加速度为 按题意h为减速运动最大位移，故有 所以联立解得 又因为平行板电容器内部是匀强电场，故有 解法2：由动能定理得 整理可得 d + + + + + + - - - - - - 1、 带电粒子在电场中的偏转 L v0 d -q v v0 v⊥ y L/2 垂直于电场方向——匀速直线运动 平行于电场方向——匀加速直线运动 分解 粒子在电场中的运动时间: 粒子在Y方向的位移: 粒子的偏转角度： 分析处理的方法:运动的合成和分解 2.在非匀强电场中 这种运动的轨迹比较复杂,有时难以准确地画出其轨迹,但处理这种运动的方法是: 利用动能定理,要注意受力分析,电场力的功的表示和计算,公式为W电场力+W其他力=EK2-EK1 讨论带电粒子在电场中做直线运动（加速或减速）的方法： 1、牛顿运动定律和运动学 公式 2、功能关系 小结 讨论带电粒子在电场中做曲线运动的方法：在匀强电场先应用运动的合成和分解，再用相应的规律。在非匀强电场利用动能定理。 例二.如图．在水平方向的匀强电场中，有一带电体Ｐ自Ｏ点竖直向上射出，它的初动能为１０Ｊ．当它上升到最高点Ｍ时，它的动能是１２Ｊ．则带电体折回通过与Ｏ点在同一水平线上的ｏ/点时，其动能为多大？ X O‘ Y M O 带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此处理方法有两种： 1、等效“重力”法，将重力与电场力进行合成，则合力为“等效重力” 2、正交分解法（一个曲线运动等效两个直线运动），将复杂运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动 物体在竖直平面内做圆周运动的 在最高点： 没有东西支撑时： 有东西支撑时： 那么带电粒子在匀强电场中的竖直平面内做圆周运动时，最高点、最低点在哪及最高点的最小 速度又是多少呢 例三.（2005年黄冈一模）在竖直平面内有水平向右、场强为E=1x104 N / C的匀强电场。在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.04kg的带电小球，它静止A点时悬线与竖直方向成370角，如图，若小球恰绕O点在竖直平面内做圆周运动（取sin 370 =0.6，cos 370 =0.8）试求： （1）小球的带电量 （2）小球动能的最小值 A E 0 解：（1）当小球静止于A点时,对小球受力如图由三角形知识得：qE=mgtan 370 所以得到：q=mgtan 370 /E 代入数据得：q=3x10-5C A E G F合 F （2）若小球恰绕O点在竖直平面内做圆周运动，则A点过圆心的对称点B点动能最小，此时重力与电场力的合力提供向心力 例四.有一电子（电量为e、质量为m）由静止经过电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中央射入，且刚好能穿出电场。求（1）金属板的长度。 （2）电子离开电场时的动能。