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帶電物體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的高三物理教案
1、研究帶電物體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的兩條主要途徑
帶電物體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),是一個(gè)綜合力和能量的力學(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同(僅僅增加了電場(chǎng)力),它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律.研究時(shí),主要可以按以下兩條途徑分析:
(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系--牛頓第二定律
根據(jù)帶電物體受到的電場(chǎng)力和其它力,用牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電物體的速度、位移等.這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況.
(2)功和能的關(guān)系--動(dòng)能定理
根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電物體所做的功,引起帶電物體的能量發(fā)生變化,利用動(dòng)能定理或從全過程中能量的轉(zhuǎn)化,研究帶電物體的速度變化,經(jīng)歷的位移等.這條線索同樣也適用于不均勻的電場(chǎng).
2、研究帶電物體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的兩類重要方法
(1)類比與等效
電場(chǎng)力和重力都是恒力,在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)可與重力作用下的運(yùn)動(dòng)類比.例如,垂直射入平行板電場(chǎng)中的帶電物體的運(yùn)動(dòng)可類比于平拋,帶電單擺在豎直方向勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可等效于重力場(chǎng)強(qiáng)度g值的變化等.
(2)整體法(全過程法)
電荷間的相互作用是成對(duì)出現(xiàn)的,把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對(duì)象,就可以不必考慮其間的相互作用.
電場(chǎng)力的功與重力的功一樣,都只與始末位置有關(guān),與路徑無關(guān).它們分別引起電荷電勢(shì)能的變化和重力勢(shì)能的變化,從電荷運(yùn)動(dòng)的全過程中功能關(guān)系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題切入點(diǎn)或簡化計(jì)算
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