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掌握电场中的动能定理,轻松解决物理难题

更新时间:2024-08-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

我们前面已经讨论过,动能定理的适用范围比牛顿定理要广,所以动能定理在电场中也是适用的。tTi物理好资源网(原物理ok网)

电场中的动能定理可表示为qU+=½mV′²-½mV²。(U为两点间的电位差)tTi物理好资源网(原物理ok网)

均匀电场中的动能定理表达式为:θ+=½mV′²-½mV²,其中q为电荷(正电荷用正值表示,负电荷用负值表示),E为场强,d为两点间距离。tTi物理好资源网(原物理ok网)

显然,电力做正功时,动能增加,电力做负功时,动能减少。我们继续举个例子。tTi物理好资源网(原物理ok网)

如图所示,O、A、B为同一垂直平面内三点,OB在垂直方向,∠BOA=60°,OB=3/2OA,一个质量为m的小球以一定的初动能从O点向右水平抛出,运动过程中小球刚好经过A点,使小球带上电荷q(q>0)留学之路,同时外加一个均匀电场,场强方向与△OAB所在平面平行。现将此带电小球以同样的初动能从O点向某一方向抛出,小球经过A点,到达A点时的动能为初动能的3倍。若将此小球以同样的初动能从O点向另一方向抛出,刚好经过B点,到达B点时的动能为初动能的6倍,重力加速度的大小为g,求:tTi物理好资源网(原物理ok网)

动能定理适用条件tTi物理好资源网(原物理ok网)

(1)当没有电场时,小球到达A点时的动能与其初始动能之比;tTi物理好资源网(原物理ok网)

(2)电场强度的大小和方向。tTi物理好资源网(原物理ok网)

分析:不管这道题有多复杂,我们还是按照前面说的一步一步来。显然第一步是红色文字部分,也就是横着扔。横着扔是横着竖着的。水平方向:a=0,v1=v,x=vt,竖直方向:a=g,v2=gt,y=½gt²动能定理适用条件,补充条件:x/y=tan60°。所以E结束/E开始=(½mv1²+½mv2²)/½mv²=7/3。tTi物理好资源网(原物理ok网)

第二个过程是绿色文字部分动能定理适用条件,电场中的动能定理 ° + qUOA = 3E初始 - E初始tTi物理好资源网(原物理ok网)

第三个过程是蓝色文字部分,电场中的动能定理mgOB+qUOB=6E初-E初tTi物理好资源网(原物理ok网)

补充条件:OB=3/2OAtTi物理好资源网(原物理ok网)

通过计算可得到UOA与UOB的关系,进而可知等位面,其余不再赘述。tTi物理好资源网(原物理ok网)

通过这道题希望大家对电场中的动能定理有一个更加直观、清晰的认识。tTi物理好资源网(原物理ok网)

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