前言
各種性質的場與實物的根本區別之一是場具有疊加性,即幾個場可以同時佔據同一空間,從而形成複合場,對於複合場中的力學問題,可以根據力的獨立作用原理分別研究每種場力對物體的作用效果,也可以同時研究幾種場力共同作用的效果,將複合場等效為一個簡單場,然後與重力場中的力學問題進行類比,利用力學的規律和方法進行分析與解答。
一、方法指導
根據圓周運動中動力學條件分析判斷臨界狀態的存在,與重力場中的豎直平面內做圓周運動相類似。本專題的難點是找到最小速度的「最高點」和最大速度的「最低點」。
二、動力學分析
下面利用動力學研究 最小速度的「最高點」和最大速度的「最高點」。
二、豎直方向的電場
(一)若為正電荷
(1)若為正電荷. qE>mg , qE和mg的合力F,方向向上。VA>VB 等效「最高點」為B點,「最低點」為A點。
(2)若為正電荷. qE<mg , qE和mg的合力F,方向向下。VA<VB 等效「最高點」為A點,「最低點」為B點。
(3)若為正電荷. qE=mg , qE和mg的合力為零,VA=VB ,做勻速圓周運動。
(二)若為負電荷
若為正電荷. qE<mg , qE和mg的合力F,方向向下。VA<VB 等效「最高點」為A點,「最低點」為B點。
三、水平方向的電場
(一)等效「最低點」與「最高點」的確定方法
1.「最低點」:在電場力、重力,繩子拉力作用下能處於靜止狀態的位置。
2.「最高點」:「最高點」與「最低點」是圓的直徑兩端點。(或「最高點」與「最低點」連線過圓心)
(二)擺動
帶電小球在「最低點」左右兩側擺動,且兩側偏離「最低點」的夾角相等。
四、臨界條件
當帶電小球運動到最小速度的「最高點」時,細繩對小球的張力恰好為零時,所對應的速度為臨界速度。
三、教學視頻
請在WiFi環境下觀看
四、鞏固練習