电场和重力场复合与等效.ppt

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1、用等效法解静电场综合性习题等效法是把复杂的物理现象,物理过程转化为简单的物理现象物理过程来研究和处理的一种科学思想方法,它是物理学研究的一种重要方法。例1：一条长为l的细线上端固定在Ｏ点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个足够大的匀强电场中，场强为Ｅ，方向水平向右。已知，小球在Ｂ点时恰好处于平衡，细线与竖直方向夹角为角如图，求（1）当细线与竖直方向夹角为多大时，才能使小球由静止释放后细线摆到竖直位置时，小球速度恰好为零。（2）当细线与竖直方向成角时，小球至少有多大的速度，才能使小球做圆周运动。EOBm等效重力场BCAOG’=mgcosG’qEmgAOC=在

2、B点:tg=qE/mg设小球由Ｃ点（细线与竖直方向夹角为）运动到最低点Ａ时，速度恰好为零。mgl(1-cos)=qElsintg=1-cossin=2根据能量守恒定律“最高点”ＤＤＶＤ“最低点”ＢＢＶＢG’Ｏ解：设小球在重力场和匀强电场中，等效重力mgＧ’＝cos在Ｄ点lＧ’＝mVD2从ＢＤ由能量守恒定律12mVB2=mgcosl2+12mVD2在Ｄ点小球刚好通过则绳的拉力为零mgcos+qEsin=mVD2lmgcos+mgtgsin=mVD2lmg/cos=mVD2l从ＢＤ由动能定理12mVB2=2mglcos+2qEls

3、in+12mVD2ＤＶＤＶＢＯmgqEqEmg如不按等效场来解使小球恰好通过最高点ＶＢ＝？ＶＢＶＤlmO联想：11【例6】半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场．如图105所示．珠子所受静电力是其重力的倍．将珠子从环上最低位置A点静止释放．求珠子所能获得的最大动能Ekm?12【解析】从等效场的角度分析．珠子在运动中所受到的电场力和重力均不变，把电场和重力场叠加，重力mg和电场力Fe的等效场力，方向与重力夹角a=arccos如图所示．图中DOCB是等效场力的方向．显然，珠子在达到图中的位置B时，具有最大的动能

4、．这一动能值为自A至B过程中等效场力F对珠子所做的功．13