1.9.5带电粒子在电场中的运动-等效重力场学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

新世纪学校9月 25日学案 校训：培养好人 造就能人 雕塑名人 1.9.5等效重力 专题课 一、前提测评：限时4分钟，要求闭卷、全对；未全对则罚写2遍、个人减1分、小组减一分。 3.轻绳（或内轨道）——小球组成无支撑的物理模型（称为“轻绳模型”） 注：“轻绳”只能对小球产生拉力，不能产生支持力。（内轨道约束类似） 最高点：（1）动力学方程____________________;拉力随v的增大而_______,拉力随着v的减小而______. （2）当T=0时，动力学方程__________________,得出v=________. （3）做完整圆周运动的条件：_____________,临界条件：v=______. （4）最低点：动力学方程______________,拉力随v的增大而___. 4.轻杆（或管道）——小球组成有支撑的物理模型（称为“轻杆模型”） 最高点：（1）当v=0时，受力方程：________,处于_________状态，杆表现为______力。 （2）当时，动力学方程：___________.杆的作用力随v的增大而____，随v的减小而____。 （3）FN=0时，动力学方程:________________,解得v=___________. （4）当时，动力学方程：__________________.杆的作用力随v的增大而_________. （5）做完整圆周运动的条件：_______________. （6）最低点：动力学方程：____________________________。 上半圆杆对球的作用力既可以是_________，也可以是_________。下半圆杆对球一定是________。 二、学习目标：（1）说出速度最大位置和最小位置的特点； （2）能利用动能定理和圆周运动规律解决实际问题。 三、围标： （一）自主学习：限时3分钟 汇报要求： 1.主动举手，站姿端正，声音响亮，脱稿回答，准确+1—2分。 2.有效补充、修改+1分 3.提出有效质疑+2—5分（质疑教材、质疑老师、质疑同学） 如图：质量为m,带电量为+q的小球在光滑绝缘的轨道内做圆周运动，匀强电场场强方向向左。回答下列问题： 1.若没有电场力则小球在什么位置速度最大？什么位置速度最小？ 2.若没有重力，仅受电场力，则小球在什么位置速度最大？什么位置速度最小？ 3.若重力与电场力的合力方向沿OD方向，则小球在什么位置速度最大？ （二）例题赏析： 如图所示，在水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，A点为最低点，C点为最高点，两点与圆心等高，轨道半径，一质量为，电荷量为的小球恰能静止在轨道上，不计小球尺寸，其位置与圆心的连线和竖直方向呈角，求： （1）电场强度大小； （2）若小球从A处静止释放，则到B点时对轨道的压力； （3）若把电场方向改为竖直向下，在A处至少要给小球多大的初动能才能做完整的圆周运动。 （三）对点训练：限时6分钟 1．如图所示，位于竖直平面内的光滑绝缘的圆形轨道，处于竖直向下，场强大小为 的匀强电场中。有一质量为0.12kg、带负电的小球（可视为质点），电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当小球运动到最低点M时，速度大小为6m/s，与轨道压力恰好为零，重力加速度g取，求： (1)光滑绝缘圆形轨道的半径； (2)小球运动到最高点N时对轨道的压力大小与其重力大小的比值。 2．如图所示，在水平向右的匀强电场中，一质量为m=0.3kg、电荷量为q=2.0×10－4C的带电小球用一端固定于O点的绝缘轻绳连接恰好能静止在图中的P位置。轻绳OP与竖直方向成53°角，且轻绳OP的长度为L=0.2m，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： (1)小球的带电性质； (2)该匀强电场的场强大小； 选做：（3）若将带电小球从最低点Q静止释放，则小球到达与O点等高的圆周上的D点时轻绳拉力的大小。 4、 达标检测：限时6分钟 1．如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环，竖直置于场强为E，方向竖直向上的匀强电场中。有一质量为m，电荷量大小为q的带负电空心小球穿在光滑圆环上，小球从与圆心O等高的位置A点由静止开始下滑，求： （1）小球下滑到圆环最低点B的速度？ （2）小球下滑到圆环的最低B时对圆环的压力大小？ 2．如图所示，一个半径为R＝0.5m的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端等高，处于沿水平方向的电场强度为E＝l×l03V/m的匀强电场中．一个质量为m＝0.1kg，带电量为+q＝6×10﹣4C的带电小球，从轨道左端最高点由静止释放，N为轨道最低点，小球能够通过最低点N点并运动到右侧圆周的某处．g＝10m/s2求： （1）小球到达N点时的速度； 选做：（2）小球第