2、,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为,在竖直位置处两球的总动能为.综合建构8【规范全解】电场力对两小球均做正功,所以:W=(q1+q2)E选取水平位置为重力势能、电势能为零势能面.水平位置时,系统的重力势能、电势能、动能均为零;竖直位置时,系统的重力势能为m1g-m2g,电势能为-(q1+q2),设两球的总动能为Ek,根据能量守恒,得:0=m1g-m2g+Ek-(q1E+q2E)解得:Ek=m2g-m1g+(q1E+q2E).【答案】(q1+q2)m2g-m1g+(q1E+q2E)【命题分析】本题中,系统从水平位置沿
3、顺时针转到竖直位置的过程中,注意到系统只有重力和电场力做功,由此可用守恒法求解.综合建构9考向预测1 (2011年湖南一中模拟)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场,在电场中做直线运动,则液滴向上运动过程中()A.电场力不可能小于mgcosθB.液滴的动能一定不变C.液滴的机械能一定变化D.液滴的电势能一定不变综合建构10向相同或相反,只有当合力与速度反向时,电场力有最小值,由作图法知最小值为mgcosθ,选项A对;有重力、电场力两个力做功,机械能与电势能总和不变,电势能可能不变,机械能也可能不变,动能
4、也可能不变.所以选项B、C、D均错.【答案】A【解析】带电液滴在电场中受两个力:重力、电场力.要使带电液滴做直线运动,根据力学观点,重力与电场力的合力必与速度的方综合建构11二、等效法在电场和重力场中的应用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.在中学物理中,合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等,都是根据等效概念引入的.常见的等效法有“分解”、“合成”、等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等,从而化繁为简、化难为易.静电场有许多性质与重力场非常相似:都
5、具有力和能的性质,并且两种力做功都与路径无关,只与始末的相对位置有关.因此,在解决静电场问题时,采用等效法处理,按照重力场中物体的运动特点去研究问题,可使问题简单化.综合建构12考题回顾2如图甲所示,一个竖直放置的半径为R的光滑绝缘环,置于水平方向的匀强电场中,电场强度为E、有一质量为m、电量为q的带正电的空心小球套在环上,并且qE=mg.甲综合建构13(1)当小球由静止开始从环的顶端A下滑圆弧长到位置B时,小球速度多大?小球对环的压力多大?(2)小球从环的顶端A滑至底端C的过程中,小球在何处速度最大?最大值为多大?综合建构14【方法分析】小球由A到B的过程中,
6、受重力、电场力、环的弹力作用,环的弹力不做功,只有重力和电场力做功,第(1)问可用动能定理求解,对第(2)问,要使速度最大,小球必须沿合力方向运动的位移最大,合力做功越多,速度越大,直到速度与合力垂直时,速度达最大值.因此可考虑用等效法求解.综合建构15【规范全解】(1)小球由A到B,重力和电场力做功,环的弹力不做功.由动能定理:mgR+EqR=m又qE=mg,所以vB=2在B点向心力由电场力和弹力的合力提供FN-qE=m由题意qE=mg求得:FN=5mg根据牛顿第二定律，小球对环的压力大小为5mg综合建构16(2)将电场力和重力的合力看成“等效重力”,则等效重
7、力加速度g'=g其与竖直方向的夹角为α,如图乙所示,则α=45°图乙中的D点为等效最低点,总势能最小,故动能最大,根据动能定理:mg'(R+R)=m即:vD=.【答案】(1)25mg(2)小球与环心连线跟竖直方向成45°角乙综合建构17考向预测2如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m,B球带负电,电荷量为q,A、C球不带电,不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E.以下说法正确的是()A.静止时,A、B球间细线的拉力为5mg+qEB.静止时,A、B球间细线的拉力为5mg-q
8、EC.剪断OA线瞬间,A
