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第1頁(共1頁)2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔尖子生篇《靜電場(chǎng)》一.選擇題(共10小題)1.(2024春?麗水期末)下列有關(guān)物理學(xué)家的貢獻(xiàn),說法正確的是()A.牛頓通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量 B.庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定了電子的電荷量 C.開普勒在前人的基礎(chǔ)上首先發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D.愛因斯坦提出真空中的光速在不同的慣性參考系中大小相同2.(2024春?泰州期末)在如圖所示的電場(chǎng)中,各點(diǎn)電荷帶電量大小都是q,甲圖中的A、B為對(duì)稱點(diǎn),乙、丙兩圖的點(diǎn)電荷間距離都為L,虛線是兩側(cè)點(diǎn)電荷的中垂線,兩點(diǎn)電荷連線上的O、C和O、D間距離也是L,下列說法正確的是()A.圖甲中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.圖乙和圖丙中,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 C.圖乙中C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于圖丙中D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D.乙圖中從O點(diǎn)沿虛線向上的電場(chǎng)強(qiáng)度變大,而丙圖中變小3.(2024春?武昌區(qū)期末)如圖所示,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),在A點(diǎn)放有一個(gè)電荷量為q的正電荷,若要使C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則下列說法中正確的是()A.在B點(diǎn)和D點(diǎn)各放置一個(gè)電荷量為24qB.在B點(diǎn)和D點(diǎn)各放置一個(gè)電荷量為22qC.在B、D點(diǎn)分別放置等量異種電荷,電荷量大小為24D.在B、D點(diǎn)分別放置等量異種電荷,電荷量大小為24.(2024春?耒陽市期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器,如圖所示,將電容器與靜電計(jì)組成回路,可動(dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng),風(fēng)力越大,移動(dòng)距離越大(兩電極始終不接觸)。在風(fēng)力變大時(shí)()A.電容器電容變大,靜電計(jì)指針張角變大 B.電容器電容變大,靜電計(jì)指針張角變小 C.電容器電容變小,靜電計(jì)指針張角變大 D.電容器電容變小,靜電計(jì)指針張角變小5.(2024?茂名一模)如圖(a),電鯰遇到危險(xiǎn)時(shí),可產(chǎn)生數(shù)百伏的電壓。如圖(b)所示,若將電鯰放電時(shí)形成的電場(chǎng)等效為等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng),其中正電荷集中在頭部,負(fù)電荷集中在尾部,O為電鯰身體的中點(diǎn),AO=BO且AB為魚身長的一半,下列說法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) B.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 C.將正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.若電鯰頭尾部間產(chǎn)生400V的電壓時(shí),AB間的電壓為200V6.(2024春?宿遷期末)如圖所示為靜電除塵器裝置示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的作用下向收塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。則()A.帶電塵埃帶正電荷 B.電場(chǎng)方向由電暈極指向收塵極 C.帶電塵埃在運(yùn)動(dòng)過程中加速度變小 D.若電源正負(fù)極對(duì)調(diào),塵埃將沉積在電暈極7.(2024?貴州)如圖,A、B、C三個(gè)點(diǎn)位于以O(shè)為圓心的圓上,直徑AB與弦BC間的夾角為30°。A、B兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為qA、qB的點(diǎn)電荷時(shí),C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,則qAA.13 B.33 C.38.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)模擬)下列屬于矢量,且其國際單位制單位用基本單位表示正確的是()A.力:N B.功:kg?m2/s2 C.電勢(shì):V D.電場(chǎng)強(qiáng)度:kg?m?A﹣1?s﹣39.(2024春?淮安期末)如圖所示,絕緣輕繩懸掛一帶電小球,靜止于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,此時(shí)繩與豎直方向間的夾角θ=30°,則小球所受電場(chǎng)力()A.方向豎直向上 B.方向水平向右 C.等于重力 D.大于重力10.(2024春?鎮(zhèn)江期末)如圖所示,等長的AB、BC、AC絕緣細(xì)棒上均勻分布著等量正電荷,它們?cè)谌切沃行腛產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1、電勢(shì)為φ1。在BC棒的中點(diǎn)截去非常小的一段,此時(shí)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E2、電勢(shì)為φ2,則()A.E1=E2 B.E1>E2 C.φ1>φ2 D.φ1<φ2二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024?浙江模擬)電偶極子由兩個(gè)點(diǎn)電荷+q和﹣q組成,它們之間的距離為l(l很?。?,總質(zhì)量為m。如圖所示,空間中某區(qū)域內(nèi)存在一電場(chǎng),其分布為E(x)=αx2。先令一電偶極子朝著x方向,并使其中點(diǎn)位于x=x0處,再靜止釋放。下列說法正確的是()A.α的單位是V/m3 B.電偶極子受到的合力F=2αqlx C.電偶極子靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一部分 D.電偶極子的電勢(shì)能E(多選)12.(2024春?耒陽市期末)在x軸上的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別固定有點(diǎn)電荷q1和點(diǎn)電荷q2,x軸上O、A點(diǎn)之間各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨x變化的圖像如圖所示,M為OA的中點(diǎn),且圖線在M點(diǎn)處斜率最小。取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則下列說法正確的是()A.在x軸上O、A點(diǎn)之間,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小 B.點(diǎn)電荷q1、q2帶的都是正電荷 C.將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)的過程中,電子的電勢(shì)能減小 D.O、A點(diǎn)之間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向(多選)13.(2024春?湖南期末)如圖所示,用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為+q且可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A。懸點(diǎn)O的正下方固定一體積較大的金屬球B,其所帶電荷量為+Q,小球A與金屬球B的球心等高,兩球心的距離為r,懸線與豎直方向的夾角為θ,已知靜電力常量為k,重力加速度為g,B球半徑相對(duì)于兩球心距離r不可忽略,則()A.懸線對(duì)小球A的拉力大小為mgcosθB.金屬球B對(duì)小球A的庫侖力大小為kQqrC.懸線對(duì)小球A的拉力大小為kQqrD.金屬球B對(duì)小球A的庫侖力大小為mgtanθ(多選)14.(2024?衡水模擬)科學(xué)家在研究電荷分布的對(duì)稱性的時(shí)候,巧妙地借助了我國傳統(tǒng)文化中的“陰陽太極圖”,以獲得更多的啟示和靈感,如圖所示的三維坐標(biāo)系。太極圖呈圓形位于xOz平面內(nèi),y軸過圓心O,在x軸兩側(cè)對(duì)稱分布各有一個(gè)大半圓和小半圓,M、N各是小半圓的圓心,現(xiàn)在M、N上分別放置一個(gè)等電量的負(fù)點(diǎn)電荷和正點(diǎn)電荷,在y軸的正向有一個(gè)定點(diǎn)C,在圓的邊緣有一個(gè)位置D,則下列說法正確的是()A.若將正試探電荷q由C點(diǎn)沿y軸移動(dòng)到O點(diǎn),則q的電勢(shì)能始終不變 B.若將正試探電荷q由A點(diǎn)沿“陰陽”邊界經(jīng)O移動(dòng)到B點(diǎn),則q的電勢(shì)能增加 C.若將負(fù)試探電荷q沿虛線由C移到D,則電場(chǎng)力一直對(duì)電荷做正功 D.若將負(fù)試探電荷沿z軸由O向z軸正向移動(dòng),則電荷克服電場(chǎng)力做負(fù)功(多選)15.(2024春?湖南期末)水平絕緣桌面上方空間存在著沿x軸方向的電場(chǎng),將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為﹣q可視為點(diǎn)電荷的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O靜止釋放,其加速度a隨位置x變化的圖像如圖所示,設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷不發(fā)生變化,則下列說法正確的是()A.該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) B.該電場(chǎng)的方向沿x軸負(fù)方向 C.小球運(yùn)動(dòng)到x0位置時(shí)的速率為2aD.從O到x0的過程,粒子的電勢(shì)能增加了2ma0x0三.填空題(共5小題)16.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)若將一個(gè)電量為2.0×10﹣10C的正電荷,從零電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)到電場(chǎng)中的M點(diǎn)需要克服電場(chǎng)力做功8×10﹣9J,則M點(diǎn)的電勢(shì)是V;若再將電荷從電場(chǎng)的M點(diǎn)移動(dòng)到電場(chǎng)中的N點(diǎn),電場(chǎng)力做功1.8×10﹣8J,則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=V。17.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,點(diǎn)電荷A和B相距40cm,分別帶正電和負(fù)電,電荷量分別為4Q和﹣Q,在A、B連線上,引入點(diǎn)電荷C。此時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷恰好在彼此的靜電力作用下處于平衡狀態(tài),則電荷C電荷量大小為,它應(yīng)放在(選填“A和B之間”,“A的右側(cè)”,“B的左側(cè)”,“A的右側(cè)及B的左側(cè)”)處。18.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)真空中有一電場(chǎng),在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一電荷量為5×10﹣9C的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力為2×10﹣5N,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為N/C。把檢驗(yàn)電荷的電荷量減小為2×10﹣9C,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為N/C。19.(2024春?鼓樓區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,20cm),B點(diǎn)的坐標(biāo)為(15cm,0),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于坐標(biāo)系平面,其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0V,A點(diǎn)電勢(shì)為32V,B點(diǎn)電勢(shì)為﹣18V,則AB中點(diǎn)的電勢(shì)為V,該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為V/m。20.(2024春?鼓樓區(qū)校級(jí)期末)如圖,在光滑絕緣的水平面上有三個(gè)帶電小球A、B、C,其中A球帶正電,電荷量為16Q,B球電荷量為Q,已知A、B、C三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),且AB之間的距離為L、則B球帶(選填“正電”、“負(fù)電”、“不帶電”)C球帶電量為,BC距離。四.解答題(共5小題)21.(2024春?鹽城期末)如圖所示,有三根長度均為L的不可伸長的絕緣細(xì)線,其中兩根的一端分別固定在天花板上的P、Q點(diǎn),另一端分別拴有質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,A帶正電、電量為q,A、B之間用第三根細(xì)線連接。在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的作用下,A、B保持靜止,懸線仍處于豎直方向,且A、B之間細(xì)線恰好伸直。當(dāng)P、A之間的細(xì)線燒斷,由于空氣阻力,A、B小球最后會(huì)達(dá)到新的平衡。重力加速度為g,靜電力常量為k。求:(1)B小球的電性及電荷量qB;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;(3)A、B小球達(dá)到新的平衡位置時(shí),A、B間細(xì)線與豎直方向夾角的正切值tanθ。22.(2024春?遵義期末)如圖所示,空間存在方向與水平面成θ=53°的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中的A點(diǎn)以v1=8m/s的速度水平向右拋出一帶正電的小球,小球沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度v2=2m/s。已知小球的質(zhì)量m=0.2kg,電荷量q=1.25×10﹣6C,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB;(2)取A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能;(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。23.(2024春?東西湖區(qū)校級(jí)期末)如圖甲所示,質(zhì)量為m,電荷量為﹣q(q>0)的電子由電子槍連續(xù)發(fā)出,初速可忽略不計(jì),經(jīng)U的電壓加速后,沿中心線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),兩極板長為L,間距為d。足夠大的熒光屏中心為O,離極板距離為l。不計(jì)電子重力及電子間相互作用,整個(gè)裝置置于真空中。(1)若偏轉(zhuǎn)電壓U2恒定,電子能射出平行板,求U的最大值U2max;(2)若偏轉(zhuǎn)電壓U2隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,其最大值為U0(U0<U2max),變化周期為T。求電子打在熒光屏上的位置范圍。(U2的變化周期T遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間)24.(2024春?耒陽市期末)一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0沿豎直方向從A點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,如圖所示,經(jīng)過一段時(shí)間后到達(dá)B點(diǎn),其速度變?yōu)樗椒较?,大小仍為v0,重力加速度為g,求:(1)小球帶電情況;(2)小球由A到B的位移;(3)小球速度的最小值。25.(2024春?岱岳區(qū)校級(jí)期末)在光滑絕緣、半徑為R的局部圓環(huán)中心固定有正點(diǎn)電荷(未畫出),其所帶的電荷量為Q,另一電荷量為q(q>0)的點(diǎn)電荷P從圓環(huán)一端以速度v開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)底部a處時(shí),轉(zhuǎn)過的圓心角θ=π(1)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的速度大小v′;(2)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力F。
2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔尖子生篇《靜電場(chǎng)》參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024春?麗水期末)下列有關(guān)物理學(xué)家的貢獻(xiàn),說法正確的是()A.牛頓通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量 B.庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定了電子的電荷量 C.開普勒在前人的基礎(chǔ)上首先發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D.愛因斯坦提出真空中的光速在不同的慣性參考系中大小相同【考點(diǎn)】庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)和靜電力常量;引力常量及其測(cè)定;相對(duì)論速度的變換公式;電荷量與元電荷.【專題】定性思想;推理法;萬有引力定律的應(yīng)用專題;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】D【分析】根據(jù)卡文迪什、庫侖和牛頓的貢獻(xiàn)判斷;根據(jù)光速不變?cè)砼袛唷!窘獯稹拷猓篈.卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量,故A錯(cuò)誤;B.密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量出了電子的電荷量,麥克斯韋通過計(jì)算得到靜電力常量,故B錯(cuò)誤;C.牛頓在前人的基礎(chǔ)上首先發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,故C錯(cuò)誤;D.愛因斯坦提出真空中的光速在不同的慣性參考系中大小相同,故D正確;故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握卡文迪什、庫侖和牛頓的貢獻(xiàn),掌握光速不變?cè)怼?.(2024春?泰州期末)在如圖所示的電場(chǎng)中,各點(diǎn)電荷帶電量大小都是q,甲圖中的A、B為對(duì)稱點(diǎn),乙、丙兩圖的點(diǎn)電荷間距離都為L,虛線是兩側(cè)點(diǎn)電荷的中垂線,兩點(diǎn)電荷連線上的O、C和O、D間距離也是L,下列說法正確的是()A.圖甲中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.圖乙和圖丙中,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 C.圖乙中C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于圖丙中D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D.乙圖中從O點(diǎn)沿虛線向上的電場(chǎng)強(qiáng)度變大,而丙圖中變小【考點(diǎn)】等量異種電荷的電場(chǎng)線分布;正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線;等量同種電荷的電場(chǎng)線分布.【專題】定性思想;歸納法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】C【分析】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量;等量同種電荷的連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零;根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理分析;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度分析。【解答】解:A.圖甲中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,但是方向不同,故A錯(cuò)誤;B.圖乙中O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,而圖丙中O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理可得圖乙中C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為EC圖丙中D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為ED所以圖乙中C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于圖丙中D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故C正確;D.電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,據(jù)此可知乙圖中從O點(diǎn)沿虛線向上的電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小,而丙圖中變小,故D錯(cuò)誤。故選:C。【點(diǎn)評(píng)】熟練掌握等量同種電荷和等量異種電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的特點(diǎn)是解題的基礎(chǔ)。3.(2024春?武昌區(qū)期末)如圖所示,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),在A點(diǎn)放有一個(gè)電荷量為q的正電荷,若要使C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則下列說法中正確的是()A.在B點(diǎn)和D點(diǎn)各放置一個(gè)電荷量為24qB.在B點(diǎn)和D點(diǎn)各放置一個(gè)電荷量為22qC.在B、D點(diǎn)分別放置等量異種電荷,電荷量大小為24D.在B、D點(diǎn)分別放置等量異種電荷,電荷量大小為2【考點(diǎn)】等量異種電荷的電場(chǎng)線分布;電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【答案】A【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理分析計(jì)算?!窘獯稹拷猓篈B.設(shè)正方形邊長為l,A點(diǎn)放有一個(gè)電荷量為q的正電荷,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向由A指向C,大小為E=kq在B點(diǎn)和D點(diǎn)各放置一個(gè)電荷量為q′的電荷,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理可知在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向由C指向A,大小為E′=2要使C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則2kq′解得q′=2故A正確,B錯(cuò)誤;CD.在B、D點(diǎn)分別放置等量異種電荷,則合場(chǎng)強(qiáng)平行于BD,與A點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加不為0,故CD錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】掌握點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理是解題的基礎(chǔ)。4.(2024春?耒陽市期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器,如圖所示,將電容器與靜電計(jì)組成回路,可動(dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng),風(fēng)力越大,移動(dòng)距離越大(兩電極始終不接觸)。在風(fēng)力變大時(shí)()A.電容器電容變大,靜電計(jì)指針張角變大 B.電容器電容變大,靜電計(jì)指針張角變小 C.電容器電容變小,靜電計(jì)指針張角變大 D.電容器電容變小,靜電計(jì)指針張角變小【考點(diǎn)】電容器的動(dòng)態(tài)分析(Q不變)——板間距離變化.【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定性思想;推理法;電容器專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)C=εrS【解答】解:在受到風(fēng)力增大的作用時(shí)候,d減小,根據(jù)C=εrS故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)電容器,要掌握電容的決定式和定義式及其綜合應(yīng)用,知道電容器與電源相連,則電勢(shì)差不變;與電源斷開,電荷量不變,根據(jù)電容的決定式和定義式進(jìn)行判斷。5.(2024?茂名一模)如圖(a),電鯰遇到危險(xiǎn)時(shí),可產(chǎn)生數(shù)百伏的電壓。如圖(b)所示,若將電鯰放電時(shí)形成的電場(chǎng)等效為等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng),其中正電荷集中在頭部,負(fù)電荷集中在尾部,O為電鯰身體的中點(diǎn),AO=BO且AB為魚身長的一半,下列說法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) B.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 C.將正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.若電鯰頭尾部間產(chǎn)生400V的電壓時(shí),AB間的電壓為200V【考點(diǎn)】非勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差大小的比較;等量異種電荷的電場(chǎng)線分布;電場(chǎng)力做功的計(jì)算及其特點(diǎn);通過電場(chǎng)線的方向判斷電勢(shì)的高低.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】B【分析】根據(jù)正、負(fù)電荷的分布方向分析電場(chǎng)線的方向,根據(jù)電場(chǎng)線的性質(zhì)特點(diǎn)分析?!窘獯稹拷猓篈、正電荷集中在頭部,負(fù)電荷集中尾部,電場(chǎng)線方向由B指向A,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B、A點(diǎn)距尾部的長度和B點(diǎn)距頭部的長度大小相同,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布的對(duì)稱性可知,A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同,故B正確;C、電場(chǎng)線方向由B指向A,所以正電荷的受力方向?yàn)橛葿指向A,正電荷由A移動(dòng)到O時(shí),力的方向與位移方向相反,電場(chǎng)力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布規(guī)律可知A、B間的電場(chǎng)線比A點(diǎn)到魚尾或B點(diǎn)到魚頭的電場(chǎng)線稀疏,則平均場(chǎng)強(qiáng)也較小,故A、B之間電壓小于200V,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】考查對(duì)靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線的理解。6.(2024春?宿遷期末)如圖所示為靜電除塵器裝置示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的作用下向收塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。則()A.帶電塵埃帶正電荷 B.電場(chǎng)方向由電暈極指向收塵極 C.帶電塵埃在運(yùn)動(dòng)過程中加速度變小 D.若電源正負(fù)極對(duì)調(diào),塵埃將沉積在電暈極【考點(diǎn)】靜電的利用和防止;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;電荷性質(zhì)、電場(chǎng)力方向和電場(chǎng)強(qiáng)度方向的相互判斷;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)大?。緦n}】定性思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】C【分析】由圖分析電源正負(fù)極,判斷出電場(chǎng)方向,塵埃帶電后沿著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小,進(jìn)而方向加速度的大小?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知,收塵極為正極,因異極相吸,所以到達(dá)收塵極的塵埃帶負(fù)電荷,故A錯(cuò)誤;B、收塵極與電源正極相連,電場(chǎng)方向由收塵極指向電暈極,故B錯(cuò)誤;C、由圖像可知,除塵器內(nèi)電場(chǎng)線為電暈極密收塵極疏,塵埃向收塵極遷移過程中場(chǎng)強(qiáng)越來越小,其受到的電場(chǎng)力越來越小,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,帶電塵埃在運(yùn)動(dòng)過程中加速度變小,故C正確;D、若電源正負(fù)極對(duì)調(diào),帶電塵埃由于電暈極放電將帶上正電荷,仍將向收塵極運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】考查對(duì)電場(chǎng)力、電場(chǎng)線疏密與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系的理解,要清楚基礎(chǔ)定義。7.(2024?貴州)如圖,A、B、C三個(gè)點(diǎn)位于以O(shè)為圓心的圓上,直徑AB與弦BC間的夾角為30°。A、B兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為qA、qB的點(diǎn)電荷時(shí),C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,則qAA.13 B.33 C.3【考點(diǎn)】單個(gè)或多個(gè)點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)分布.【專題】信息給予題;定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】B【分析】由于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,因此qA、qB帶異種電荷;根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式、場(chǎng)強(qiáng)的疊加結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求解作答?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意,qA、qB帶異種電荷,假設(shè)qA為正點(diǎn)電荷,qB為負(fù)點(diǎn)電荷,兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示:設(shè)圓的半徑為r,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)A點(diǎn)到C點(diǎn)的距離rA=rB點(diǎn)到C點(diǎn)的距離r根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,點(diǎn)電荷qA在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E點(diǎn)電荷qB在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)tan30°=代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得q綜上分析,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,場(chǎng)強(qiáng)的疊加,抓住C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向沿圓周上C點(diǎn)的切線方向式解題的關(guān)鍵。8.(2024?鎮(zhèn)海區(qū)模擬)下列屬于矢量,且其國際單位制單位用基本單位表示正確的是()A.力:N B.功:kg?m2/s2 C.電勢(shì):V D.電場(chǎng)強(qiáng)度:kg?m?A﹣1?s﹣3【考點(diǎn)】電勢(shì)的定義、單位和物理意義;力的定義和特點(diǎn);功的定義、單位和計(jì)算式的推導(dǎo);電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和單位.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】D【分析】標(biāo)量是只有大小,沒有方向,矢量是既有大小,又有方向。國際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量,分別是長度、質(zhì)量、時(shí)間、熱力學(xué)溫度、電流、光強(qiáng)度、物質(zhì)的量。它們?cè)趪H單位制中的單位稱為基本單位,而物理量之間的關(guān)系式推導(dǎo)出來的物理量的單位叫做導(dǎo)出單位,基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成了國際單位制?!窘獯稹拷猓篈.力是矢量,根據(jù)F=ma,用國際單位制單位用基本單位表示為kg?m/s2,N是導(dǎo)出單位,故A錯(cuò)誤;B.功只有大小,沒有方向是標(biāo)量,題目要求是矢量,故B錯(cuò)誤;C.電勢(shì)只有大小,沒有方向是標(biāo)量,題目要求是矢量,故C錯(cuò)誤;D.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,根據(jù)F=qE=ItE,用國際單位制單位用基本單位表示為kg?m/As3,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了標(biāo)量和矢量以及國際單位制,要能夠區(qū)分標(biāo)量和矢量,要掌握國際單位制規(guī)定的七個(gè)物理量分別是誰,它們?cè)趪H單位制中單位分別是誰。9.(2024春?淮安期末)如圖所示,絕緣輕繩懸掛一帶電小球,靜止于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,此時(shí)繩與豎直方向間的夾角θ=30°,則小球所受電場(chǎng)力()A.方向豎直向上 B.方向水平向右 C.等于重力 D.大于重力【考點(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【答案】B【分析】AB、根據(jù)受力分析和平衡條件可解出;CD、根據(jù)矢量的疊加可解出?!窘獯稹拷猓篈B.對(duì)小球受力分析共受三力,如圖所示其中重力豎直向下,電場(chǎng)力水平方向,拉力沿繩向左上,根據(jù)平衡條件可得,電場(chǎng)力水平向右,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.根據(jù)矢量法則結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知:F電故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)于電場(chǎng)力的分析,對(duì)于這部分內(nèi)容要仔細(xì)分析受力方向和矢量的疊加。10.(2024春?鎮(zhèn)江期末)如圖所示,等長的AB、BC、AC絕緣細(xì)棒上均勻分布著等量正電荷,它們?cè)谌切沃行腛產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1、電勢(shì)為φ1。在BC棒的中點(diǎn)截去非常小的一段,此時(shí)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E2、電勢(shì)為φ2,則()A.E1=E2 B.E1>E2 C.φ1>φ2 D.φ1<φ2【考點(diǎn)】用定義式計(jì)算某點(diǎn)的電勢(shì);用特殊的方法求解電場(chǎng)強(qiáng)度.【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定性思想;合成分解法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【答案】C【分析】分別求出不同電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,結(jié)合矢量合成遵循的平行四邊形法則計(jì)算出合場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向;根據(jù)電勢(shì)的合成特點(diǎn)計(jì)算出電勢(shì)的大小?!窘獯稹拷猓篈B、由場(chǎng)強(qiáng)疊加和對(duì)稱性可知AB棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直AB且指向OC,設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;BC棒在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直BC且指向OA,大小也為E;AC棒在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小也為E,方向垂直AC指向OB;根據(jù)幾何關(guān)系,三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向的夾角為120°,合場(chǎng)強(qiáng)大小為0,即E1=0;在BC棒的中點(diǎn)截去非常小的一段,則BC棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則由場(chǎng)強(qiáng)疊加和對(duì)稱性,此時(shí)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E2=E>E1,故AB錯(cuò)誤;CD、電勢(shì)是標(biāo)量,無方向,設(shè)AB棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)的電勢(shì)為φ,則BC、AC棒在三角形中心O點(diǎn)形成的電場(chǎng)的電勢(shì)都為φ,則φ1=3φ;在BC棒的中點(diǎn)截去非常小的一段,BC在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)的電勢(shì)φ′<φ,則φ2<3φ,所以φ1>φ2,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的相關(guān)概念,根據(jù)公式先計(jì)算出場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì),在進(jìn)行合成時(shí)要注意物理量的標(biāo)矢性。二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024?浙江模擬)電偶極子由兩個(gè)點(diǎn)電荷+q和﹣q組成,它們之間的距離為l(l很?。?,總質(zhì)量為m。如圖所示,空間中某區(qū)域內(nèi)存在一電場(chǎng),其分布為E(x)=αx2。先令一電偶極子朝著x方向,并使其中點(diǎn)位于x=x0處,再靜止釋放。下列說法正確的是()A.α的單位是V/m3 B.電偶極子受到的合力F=2αqlx C.電偶極子靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一部分 D.電偶極子的電勢(shì)能E【考點(diǎn)】電勢(shì)能的概念和計(jì)算;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和單位.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】ABD【分析】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的單位分析;根據(jù)力的合成法則計(jì)算;根據(jù)受力方向與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系分析;根據(jù)電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的變化量分析。【解答】解:A.由電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是V/m,由于E(x)=αx2,則α的單位是VmB.電偶極子受到的合力F=FC.電偶極子所受合力方向沿x軸正方向,靜止釋放后一直向x軸正方向運(yùn)動(dòng),合力方向與位移方向同向,所以電偶極子不會(huì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.兩個(gè)電荷放在一起電勢(shì)能為零,相當(dāng)于把其中一個(gè)移開了距離l,電場(chǎng)力做的功qU就是變化的電勢(shì)能,即電偶極子的電勢(shì)能,即Ep故選:ABD?!军c(diǎn)評(píng)】掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系,知道電偶極子的受力方向是解題的基礎(chǔ)。(多選)12.(2024春?耒陽市期末)在x軸上的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別固定有點(diǎn)電荷q1和點(diǎn)電荷q2,x軸上O、A點(diǎn)之間各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨x變化的圖像如圖所示,M為OA的中點(diǎn),且圖線在M點(diǎn)處斜率最小。取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則下列說法正確的是()A.在x軸上O、A點(diǎn)之間,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小 B.點(diǎn)電荷q1、q2帶的都是正電荷 C.將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)的過程中,電子的電勢(shì)能減小 D.O、A點(diǎn)之間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向【考點(diǎn)】φ﹣x圖像斜率的物理意義;φ﹣x圖像的理解與應(yīng)用.【專題】比較思想;圖析法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】AC【分析】φ﹣x圖像的斜率大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度大小,由斜率大小分析電場(chǎng)強(qiáng)度大?。桓鶕?jù)O、A點(diǎn)之間電勢(shì)變化情況判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向,確定點(diǎn)電荷q1、q2的電性;根據(jù)Ep=qφ分析電子電勢(shì)能的變化情況?!窘獯稹拷猓篈、根據(jù)φ﹣x圖像的斜率大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度大小,M點(diǎn)切線斜率最小,可知M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小,故A正確;BD、由圖像可知,從O點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高,則點(diǎn)電荷q1帶的是負(fù)電荷,點(diǎn)電荷q2帶的是正電荷,O、A點(diǎn)之間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向,故BD錯(cuò)誤;C、電子帶負(fù)電,由于M點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)升高,因此由電勢(shì)能公式Ep=qφ可知,將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)的過程中電子的電勢(shì)能減小,故C正確。故選:AC。【點(diǎn)評(píng)】本題考查φ﹣x圖像問題,關(guān)鍵是要知道φ﹣x圖像的斜率代表場(chǎng)強(qiáng),順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。(多選)13.(2024春?湖南期末)如圖所示,用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為+q且可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A。懸點(diǎn)O的正下方固定一體積較大的金屬球B,其所帶電荷量為+Q,小球A與金屬球B的球心等高,兩球心的距離為r,懸線與豎直方向的夾角為θ,已知靜電力常量為k,重力加速度為g,B球半徑相對(duì)于兩球心距離r不可忽略,則()A.懸線對(duì)小球A的拉力大小為mgcosθB.金屬球B對(duì)小球A的庫侖力大小為kQqrC.懸線對(duì)小球A的拉力大小為kQqrD.金屬球B對(duì)小球A的庫侖力大小為mgtanθ【考點(diǎn)】庫侖定律的適用范圍;共點(diǎn)力的平衡問題及求解.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【答案】AD【分析】對(duì)小球受力分析,根據(jù)平衡條件推導(dǎo)判斷?!窘獯稹拷猓后w積較大的金屬球B上的正電荷在A球的正電荷的電場(chǎng)的作用下,電荷分布發(fā)生了重新排布,不能認(rèn)為電荷集中于B的球心,因此,小球A受到的庫侖力不等于kQqrFmg=tanθ,則F=mgtanθ,F(xiàn)故AD正確,BC錯(cuò)誤。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握利用正交分解方法解決平衡問題。(多選)14.(2024?衡水模擬)科學(xué)家在研究電荷分布的對(duì)稱性的時(shí)候,巧妙地借助了我國傳統(tǒng)文化中的“陰陽太極圖”,以獲得更多的啟示和靈感,如圖所示的三維坐標(biāo)系。太極圖呈圓形位于xOz平面內(nèi),y軸過圓心O,在x軸兩側(cè)對(duì)稱分布各有一個(gè)大半圓和小半圓,M、N各是小半圓的圓心,現(xiàn)在M、N上分別放置一個(gè)等電量的負(fù)點(diǎn)電荷和正點(diǎn)電荷,在y軸的正向有一個(gè)定點(diǎn)C,在圓的邊緣有一個(gè)位置D,則下列說法正確的是()A.若將正試探電荷q由C點(diǎn)沿y軸移動(dòng)到O點(diǎn),則q的電勢(shì)能始終不變 B.若將正試探電荷q由A點(diǎn)沿“陰陽”邊界經(jīng)O移動(dòng)到B點(diǎn),則q的電勢(shì)能增加 C.若將負(fù)試探電荷q沿虛線由C移到D,則電場(chǎng)力一直對(duì)電荷做正功 D.若將負(fù)試探電荷沿z軸由O向z軸正向移動(dòng),則電荷克服電場(chǎng)力做負(fù)功【考點(diǎn)】電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.【專題】比較思想;圖析法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】AB【分析】電場(chǎng)力做功可量度電勢(shì)能的變化,電場(chǎng)力做正功時(shí),電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí),電勢(shì)能增大。根據(jù)電場(chǎng)力做功情況分析電勢(shì)能變化情況?!窘獯稹拷猓篈、由題圖可知,y軸在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上,該中垂線是一條等勢(shì)線,所以將正試探電荷q由C點(diǎn)沿y軸移動(dòng)到O點(diǎn),則q的電勢(shì)能始終不變,故A正確;B、試探正電荷q由A點(diǎn)沿“陰陽”邊界經(jīng)O移動(dòng)到B點(diǎn),可以分成兩部分看,第一部分是從A到O,這個(gè)過程M位置的負(fù)點(diǎn)電荷對(duì)q不做功,N位置的正電荷對(duì)q做負(fù)功,q的電勢(shì)能增加;第二部分是從O到B,此過程N(yùn)位置的正電荷對(duì)q不做功,M位置的負(fù)電荷對(duì)q做負(fù)功,電勢(shì)能仍然在增加,所以,q的電勢(shì)能一直在增加,故B正確;C、將負(fù)試探電荷q沿虛線由C移到D,電勢(shì)降低,電場(chǎng)力一直對(duì)電荷做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;D、將負(fù)試探電荷沿z軸由O向z軸正向移動(dòng),則電場(chǎng)力與移動(dòng)路徑一直垂直,電場(chǎng)力不做功,故D錯(cuò)誤。故選:AB。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能變化等知識(shí)點(diǎn),要掌握等量異種電荷電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布情況,尤其要知道等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線是一條等勢(shì)線。(多選)15.(2024春?湖南期末)水平絕緣桌面上方空間存在著沿x軸方向的電場(chǎng),將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為﹣q可視為點(diǎn)電荷的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O靜止釋放,其加速度a隨位置x變化的圖像如圖所示,設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷不發(fā)生變化,則下列說法正確的是()A.該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) B.該電場(chǎng)的方向沿x軸負(fù)方向 C.小球運(yùn)動(dòng)到x0位置時(shí)的速率為2aD.從O到x0的過程,粒子的電勢(shì)能增加了2ma0x0【考點(diǎn)】電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】比較思想;圖析法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】BC【分析】根據(jù)牛頓第二定律分析場(chǎng)強(qiáng)的變化情況,判斷該電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng),并確定電場(chǎng)的方向;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2ax,結(jié)合a﹣x圖像中圖線與橫軸的面積的物理意義求解小球運(yùn)動(dòng)到x0位置時(shí)的速率;根據(jù)能量守恒定律求解從O到x0的過程粒子的電勢(shì)能增加量?!窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)牛頓第二定律得qE=ma由圖像知,a>0且不斷減小,因q<0,則電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向,故A錯(cuò)誤,B正確;C、由v2=2ax,結(jié)合a﹣x圖像中圖線與橫軸的面積物理意義,可得a0解得小球運(yùn)動(dòng)到x0位置時(shí)的速率為v=2aD、依題意,從O到x0的過程,電場(chǎng)力做正功,粒子的動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,由能量守恒定律得ΔEk+ΔEp=0其中ΔEk=1解得:ΔEp=﹣2ma0x0,即電勢(shì)能必定減小了2ma0x0,故D錯(cuò)誤。故選:BC。【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵要知道a﹣x圖像中圖線與橫軸的面積表示v2三.填空題(共5小題)16.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)若將一個(gè)電量為2.0×10﹣10C的正電荷,從零電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)到電場(chǎng)中的M點(diǎn)需要克服電場(chǎng)力做功8×10﹣9J,則M點(diǎn)的電勢(shì)是40V;若再將電荷從電場(chǎng)的M點(diǎn)移動(dòng)到電場(chǎng)中的N點(diǎn),電場(chǎng)力做功1.8×10﹣8J,則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=90V。【考點(diǎn)】電荷性質(zhì)、電勢(shì)能和電勢(shì)的關(guān)系;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】40,90?!痉治觥扛鶕?jù)電勢(shì)差的定義式計(jì)算兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差,然后根據(jù)U0M=0﹣φM計(jì)算M點(diǎn)的電勢(shì)?!窘獯稹拷猓毫汶妱?shì)點(diǎn)和M點(diǎn)的電勢(shì)差為U0M=Wq=?8×10?9M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=故答案為:40,90?!军c(diǎn)評(píng)】掌握電勢(shì)差的計(jì)算公式是解題的基礎(chǔ)。17.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,點(diǎn)電荷A和B相距40cm,分別帶正電和負(fù)電,電荷量分別為4Q和﹣Q,在A、B連線上,引入點(diǎn)電荷C。此時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷恰好在彼此的靜電力作用下處于平衡狀態(tài),則電荷C電荷量大小為4Q,它應(yīng)放在B的左側(cè)(選填“A和B之間”,“A的右側(cè)”,“B的左側(cè)”,“A的右側(cè)及B的左側(cè)”)處。【考點(diǎn)】三(多)個(gè)點(diǎn)電荷在一條直線上時(shí)的平衡問題.【專題】定量思想;推理法;電荷守恒定律與庫侖定律專題;分析綜合能力.【答案】4Q;B的左側(cè)?!痉治觥扛鶕?jù)庫侖定律計(jì)算每個(gè)電荷的靜電力,結(jié)合電荷的平衡狀態(tài),代入計(jì)算求解?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)兩同夾異、兩大夾小,結(jié)合電荷的擺放位置可知,若C帶正電荷,應(yīng)該放在B的左側(cè),設(shè)BC之間的距離為x,電荷C電荷量大小為q則對(duì)C:kQq對(duì)B:kQq對(duì)A:4kQq聯(lián)立以上各式,求得:q=4Q故答案為:4Q;B的左側(cè)?!军c(diǎn)評(píng)】熟悉三小球的平衡問題的口訣“兩同夾異、兩大夾小,近小遠(yuǎn)大”快速判斷第三個(gè)小球的電性和位置,結(jié)合庫侖定律和受力分析計(jì)算出電荷量的大小。18.(2024春?浦東新區(qū)校級(jí)期末)真空中有一電場(chǎng),在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一電荷量為5×10﹣9C的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力為2×10﹣5N,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為4000N/C。把檢驗(yàn)電荷的電荷量減小為2×10﹣9C,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為4000N/C?!究键c(diǎn)】點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).【專題】定量思想;歸納法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】4000,4000?!痉治觥扛鶕?jù)場(chǎng)強(qiáng)公式E=F【解答】解:P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E=Fq=故答案為:4000,4000?!军c(diǎn)評(píng)】掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,要知道電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定的,與檢驗(yàn)電荷的電荷量無關(guān)。19.(2024春?鼓樓區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,20cm),B點(diǎn)的坐標(biāo)為(15cm,0),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于坐標(biāo)系平面,其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0V,A點(diǎn)電勢(shì)為32V,B點(diǎn)電勢(shì)為﹣18V,則AB中點(diǎn)的電勢(shì)為7V,該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為200V/m?!究键c(diǎn)】勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;分析綜合能力.【答案】7;200【分析】根據(jù)題目信息從圖中找到等勢(shì)面畫出等勢(shì)線,再根據(jù)電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系列式求解?!窘獯稹拷猓涸O(shè)AB中點(diǎn)為C,AB中點(diǎn)的電勢(shì)為φCx軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Exy軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ey電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=E代入數(shù)據(jù)得E=200V/m故答案為:7;200【點(diǎn)評(píng)】本題考查電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,比較簡(jiǎn)單,但是必須正確找到等勢(shì)面,再畫出電場(chǎng)線。20.(2024春?鼓樓區(qū)校級(jí)期末)如圖,在光滑絕緣的水平面上有三個(gè)帶電小球A、B、C,其中A球帶正電,電荷量為16Q,B球電荷量為Q,已知A、B、C三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),且AB之間的距離為L、則B球帶負(fù)電(選填“正電”、“負(fù)電”、“不帶電”)C球帶電量為16Q9,BC距離13【考點(diǎn)】三(多)個(gè)點(diǎn)電荷在一條直線上時(shí)的平衡問題.【專題】定量思想;推理法;電荷守恒定律與庫侖定律專題;分析綜合能力.【答案】負(fù)電;16Q9;1【分析】根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律、庫侖定律及平衡條件分析作答。【解答】解:根據(jù)兩同夾異和A球帶正電,可判斷出B帶負(fù)電,因?yàn)锽球受力平衡,可知C球帶正電,設(shè)小球C帶電量為q,BC之間距離為r。因?yàn)槿齻€(gè)小球均靜止,所以對(duì)B球受力分析,由平衡條件有:k對(duì)C球有:k聯(lián)立解得:r=13故答案為:負(fù)電;16Q9;1【點(diǎn)評(píng)】本題中主要考查了電場(chǎng)中的平衡問題;三個(gè)自由電荷的平衡滿足“兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大”的規(guī)律。四.解答題(共5小題)21.(2024春?鹽城期末)如圖所示,有三根長度均為L的不可伸長的絕緣細(xì)線,其中兩根的一端分別固定在天花板上的P、Q點(diǎn),另一端分別拴有質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,A帶正電、電量為q,A、B之間用第三根細(xì)線連接。在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的作用下,A、B保持靜止,懸線仍處于豎直方向,且A、B之間細(xì)線恰好伸直。當(dāng)P、A之間的細(xì)線燒斷,由于空氣阻力,A、B小球最后會(huì)達(dá)到新的平衡。重力加速度為g,靜電力常量為k。求:(1)B小球的電性及電荷量qB;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;(3)A、B小球達(dá)到新的平衡位置時(shí),A、B間細(xì)線與豎直方向夾角的正切值tanθ。【考點(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡;勻強(qiáng)電場(chǎng)及其特點(diǎn).【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理能力.【答案】(1)B小球帶負(fù)電,電荷量qB為q;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為kqL(3)A、B小球達(dá)到新的平衡位置時(shí),A、B間細(xì)線與豎直方向夾角的正切值tanθ為kq【分析】(1)根據(jù)平衡條件列方程結(jié)合庫侖定律計(jì)算;(2)根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的定義式計(jì)算;(3)根據(jù)平衡條件計(jì)算。【解答】解:(1)對(duì)A球進(jìn)行受力分析,由于A球均處于平衡狀態(tài),在水平方向受水平方向的電場(chǎng)力和施加的向右的庫侖力,B球帶負(fù)電。qE=kqB球水平方向合力為零qB聯(lián)立解得qB=q(2)B球水平方向合力為零qB勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度EE=kq(3)兩球及細(xì)線最后位置如圖所示:對(duì)A球進(jìn)行受力分析:A球受重力,電場(chǎng)力,AB線的拉力,庫侖力,由平衡條件得:重力和電場(chǎng)力的合力必須沿著線的方向tanθ=qE答:(1)B小球帶負(fù)電,電荷量qB為q;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為kqL(3)A、B小球達(dá)到新的平衡位置時(shí),A、B間細(xì)線與豎直方向夾角的正切值tanθ為kq【點(diǎn)評(píng)】掌握庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,以及能夠正確的對(duì)小球受力分析是解題的基礎(chǔ)。22.(2024春?遵義期末)如圖所示,空間存在方向與水平面成θ=53°的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中的A點(diǎn)以v1=8m/s的速度水平向右拋出一帶正電的小球,小球沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度v2=2m/s。已知小球的質(zhì)量m=0.2kg,電荷量q=1.25×10﹣6C,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB;(2)取A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能;(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小?!究键c(diǎn)】勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】(1)AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差﹣4.8×106V;(2)取A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能6J;(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2×106V/m?!痉治觥拷猓海?)根據(jù)動(dòng)能定理求解AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB;(2)根據(jù)UAB=φA﹣φB求解B點(diǎn)電勢(shì),再求解小球在B點(diǎn)電勢(shì)能;(3)根據(jù)豎直方向平衡列式求解電場(chǎng)強(qiáng)度的大小?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)動(dòng)能定理得qU解得UAB(2)根據(jù)UAB=φA﹣φBEPB=qφB解得EPB=6J(3)根據(jù)平衡條件得qEsin53°=mg解得E=2×106V/m答:(1)AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差﹣4.8×106V;(2)取A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能6J;(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2×106V/m?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確電勢(shì)差的定義和勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式,基礎(chǔ)題。23.(2024春?東西湖區(qū)校級(jí)期末)如圖甲所示,質(zhì)量為m,電荷量為﹣q(q>0)的電子由電子槍連續(xù)發(fā)出,初速可忽略不計(jì),經(jīng)U的電壓加速后,沿中心線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),兩極板長為L,間距為d。足夠大的熒光屏中心為O,離極板距離為l。不計(jì)電子重力及電子間相互作用,整個(gè)裝置置于真空中。(1)若偏轉(zhuǎn)電壓U2恒定,電子能射出平行板,求U的最大值U2max;(2)若偏轉(zhuǎn)電壓U2隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,其最大值為U0(U0<U2max),變化周期為T。求電子打在熒光屏上的位置范圍。(U2的變化周期T遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間)【考點(diǎn)】帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn).【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】(1)最大值為2d(2)電子打在熒光屏上的位置范圍為位置范圍為O點(diǎn)上下方各(L+2l)U【分析】根據(jù)動(dòng)能定理,根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)即可解決?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)電子,加速有qU偏轉(zhuǎn)有L=v0ty=1a=q能出射y≤d聯(lián)立解得U2max(2)當(dāng)U0<U2max時(shí),出偏轉(zhuǎn)場(chǎng)后勻速Yy解得Y=(L+2l)位置范圍為O點(diǎn)上下方各(L+2l)U答:(1)最大值為2d(2)電子打在熒光屏上的位置范圍為位置范圍為O點(diǎn)上下方各(L+2l)U【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析能力,主要利用動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí),綜合能力強(qiáng),在分析時(shí)仔細(xì)一點(diǎn)。24.(2024春?耒陽市期末)一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0沿豎直方向從A點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,如圖所示,經(jīng)過一段時(shí)間后到達(dá)B點(diǎn),其速度變?yōu)樗椒较?,大小仍為v0,重力加速度為g,求:(1)小球帶電情況;(2)小球由A到B的位移;(3)小球速度的最小值?!究键c(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問題.【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)將帶電小球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),水平方向上在電場(chǎng)力的作用下勻加速,分別應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式求解;(2)根據(jù)水平位移與豎直位移大小相等列方程即可求解;(3)通過分析知,當(dāng)力與速度方向垂直時(shí)動(dòng)能最小,速度也最小,據(jù)此列式求解?!窘獯稹拷猓海?)從A到B過程中,在豎直方向小球做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度ay=gB點(diǎn)是最高點(diǎn),豎直分速度為0,有t=水平方向小球在電場(chǎng)力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),可知小球帶正電初速度為0,加速度ax=水平方向有:v0=qE聯(lián)立解得:Eq=mg可得q=mg(2)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)互為逆運(yùn)動(dòng),故小球運(yùn)動(dòng)的水平位移大小等于豎直位移大小在豎直方向有2gh=可得h=所以位移為2h=其與水平方向的夾角為θ,tanθ=mg即位移與水平方向的夾角為45°斜向右上方;(3)設(shè)重力與電場(chǎng)力的合力為F,其與水平方向的夾角為θ則:tanθ=mgqE開始一段時(shí)間內(nèi),F(xiàn)與速度方向夾角大于90°,合力做負(fù)功,動(dòng)能減小后來F與速度夾角小于90°,合力做正功,動(dòng)能增加因此,當(dāng)F與速度v的方向垂直時(shí),小球的動(dòng)能最小,速度也最小,設(shè)為vmin即:tanθ=v則vx=vy,vx=qEvy=v0﹣gt′解得t′=vvmin=v答:(1)小球帶正電,電荷量為mg(2)小球由A到B的位移大小為2v(3)小球速度的最小值為2v【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是正確進(jìn)行受力分析,明確知道例子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,能根據(jù)力做功分析出速度最小的力學(xué)特征;25.(2024春?岱岳區(qū)校級(jí)期末)在光滑絕緣、半徑為R的局部圓環(huán)中心固定有正點(diǎn)電荷(未畫出),其所帶的電荷量為Q,另一電荷量為q(q>0)的點(diǎn)電荷P從圓環(huán)一端以速度v開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)底部a處時(shí),轉(zhuǎn)過的圓心角θ=π(1)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的速度大小v′;(2)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力F?!究键c(diǎn)】庫侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用;牛頓第二定律求解向心力;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;電荷守恒定律與庫侖定律專題;分析綜合能力.【答案】(1)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的速度大小v′為gR+v(2)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力F為2mg+kqQ【分析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理列式求解;(2)在a處由牛頓第二定律結(jié)合向心力公式求解支持力,再根據(jù)牛頓第三定律求解壓力。【解答】解:(1)由動(dòng)能定理得mgR(1?cosθ)=1解得v′=gR+(2)在a處由牛頓第二定律得F′?mg?FF庫由牛頓第三定律得F=F′解得對(duì)圓環(huán)的壓力F=2mg+kqQ答:(1)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)的速度大小v′為gR+v(2)點(diǎn)電荷P運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力F為2mg+kqQ【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)能定理、向心力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律,難度一般。
考點(diǎn)卡片1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系.由位移公式:x=v0t+12at2和速度公式v=v0+at消去t得:v2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移﹣速度關(guān)系式反映了初速度、末速度、加速度與位移之間的關(guān)系.①此公式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng);②式中v0和v是初、末時(shí)刻的速度,x是這段時(shí)間的位移;③公式中四個(gè)矢量v、v0、a、x要規(guī)定統(tǒng)一的正方向.【命題方向】美國“肯尼迪號(hào)”航空母艦上有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知“F﹣A15”型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上加速時(shí)產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2,起飛速度為50m/s.若該飛機(jī)滑行100m時(shí)起飛,則彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有的初速度為()A、30m/sB、10m/sC、20m/sD、40m/s分析:已知飛機(jī)的加速度、位移、末速度,求解飛機(jī)的初速度,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,選用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式便可解決.解答:設(shè)飛機(jī)的初速度為v0,已知飛機(jī)的加速度a、位移x、末速度v,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式:v解得:v0=40m/s故選:D。點(diǎn)評(píng):本題是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式的直接應(yīng)用,屬于比較簡(jiǎn)單的題目,解題時(shí)要學(xué)會(huì)選擇合適的公式,這樣很多問題就會(huì)迎刃而解了.【解題思路點(diǎn)撥】解答題解題步驟:(1)分析運(yùn)動(dòng)過程,畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖.(2)設(shè)定正方向,確定各物理量的正負(fù)號(hào).(3)列方程求解:先寫出原始公式,再寫出導(dǎo)出公式:“由公式…得…”.2.力的定義和特點(diǎn)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:力是物體間的相互作用。2.三要素:大小、方向、作用點(diǎn)3.性質(zhì)①物質(zhì)性:力是物體對(duì)物體的作用,一個(gè)物體受到力的作用,一定有另一個(gè)物體對(duì)它施加這種作用(即同時(shí)存在施力物體和受力物體)。力不能脫離物體而單獨(dú)存在。?②相互性:任何兩個(gè)物體之間的作用總是相互的,施力物體同時(shí)也一定是受力物體。只要一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力,受力物體反過來也肯定會(huì)給施力物體增加一個(gè)力。這種相互作用力必然是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失的。?③矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。這意味著力的效果不僅取決于其大小,還取決于其方向。④同時(shí)性:力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失。這意味著力的作用不會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變,除非有其他因素介入。⑤獨(dú)立性:一個(gè)力的作用并不影響另一個(gè)力的作用。這意味著在一個(gè)力的作用下,另一個(gè)力的作用效果不會(huì)受到影響。【命題方向】關(guān)于力的說法中正確的是()A、力是物體對(duì)物體的作用B、力不能離開受力物和施力物而單獨(dú)存在C、只有直接接觸的物體才有力的作用D、力是矢量,其大小可用彈簧秤測(cè)量分析:根據(jù)力的概念,分析力能否離開物體而單獨(dú)存在.不直接接觸的物體之間也可能有力的作用.力是矢量,其大小可用彈簧秤測(cè)量.解答:A、力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用。故A正確。B、由于力是物體對(duì)物體的作用,則力不能離開受力物和施力物而單獨(dú)存在。故B正確。C、力有接觸力,也有不接觸力,比如重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等等,說明不直接接觸的物體之間也可能有力的作用。故C錯(cuò)誤。D、力既有大小,又有方向,是矢量,其大小可用彈簧秤測(cè)量。故D正確。故選:ABD。點(diǎn)評(píng):本題要抓住力的物質(zhì)性:力不能離開物體而單獨(dú)存在的.力有“三性”:物質(zhì)性、相互性和矢量性.【解題思路點(diǎn)撥】力是物體與物體之間的相互作用,要牢記力的五個(gè)性質(zhì):物質(zhì)性、相互性、同時(shí)性、矢量性和獨(dú)立性。3.共點(diǎn)力的平衡問題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=04.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問題a.臨界問題(1)問題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問題(1)問題界定:物體平衡的極值問題,一般指在力的變化過程中涉及力的最大值和最小值的問題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛重物m?;唽?duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向。【命題方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長線交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且夾角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG=M2g答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為M1(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為3M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng):本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問題的一般步驟求解?!窘忸}思路點(diǎn)撥】1.在分析問題時(shí),注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0時(shí),是靜止,是平衡狀態(tài)a≠0時(shí),不是平衡狀態(tài)2.解答共點(diǎn)力平衡問題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體(整體法或隔離法)。(2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析圖。(3)對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理,對(duì)三力平衡問題,一般根據(jù)平衡條件畫出力合成時(shí)的平行四邊形。對(duì)四力或四力以上的平衡問題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對(duì)各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對(duì)于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時(shí),首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析,找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個(gè)狀態(tài)來研究臨界問題,而是要把某個(gè)物理量推向極端,即極大或極小,并依此作出科學(xué)的推理分析,從而給出判斷或結(jié)論。4.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量。【命題方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為13A、43mg分析:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg=ma故N=mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)電梯的壓力等于電梯對(duì)人的支持力,故人對(duì)電梯的壓力等于43故選:A。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵對(duì)人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解?!窘忸}方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。5.牛頓第三定律的理解與應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“四同”和“三不同”:四同大小相同三不同方向不同【命題方向】題型一:牛頓第三定律的理解和應(yīng)用例子:關(guān)于作用力與反作用力,下列說法正確的是()A.作用力與反作用力的合力為零B.先有作用力,然后才產(chǎn)生反作用力C.作用力與反作用力大小相等、方向相反D.作用力與反作用力作用在同一個(gè)物體上分析:由牛頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在兩個(gè)物體上,力的性質(zhì)相同,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失.解答:A、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,效果不能抵消,合力不為零,故A錯(cuò)誤.B、作用力與反作用力,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,故B錯(cuò)誤.C、作用力與反作用力大小相等、方向相反,作用在兩個(gè)物體上,故C正確.D、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,故D錯(cuò)誤.故選:C.點(diǎn)評(píng):考查牛頓第三定律及其理解.理解牛頓第三定律與平衡力的區(qū)別.【解題方法點(diǎn)撥】應(yīng)用牛頓第三定律分析問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)不要憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論,分析問題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論.(2)理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí),一定抓住“總是”二字,即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).(3)與平衡力區(qū)別應(yīng)抓住作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上.6.牛頓第二定律求解向心力7.引力常量及其測(cè)定【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.引力常量是由英國物理學(xué)家卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定的,其數(shù)值為G=6.67×10﹣11N?m2/kg2。2.卡文迪什測(cè)定引力常量的裝置示意圖3.扭秤實(shí)驗(yàn)用到的思想是微小量放大法。【命題方向】卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量G。為了測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角,該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的不包括()A.增大石英絲的直徑B.增加T型架橫梁的長度C.利用平面鏡對(duì)光線的反射D.增大刻度尺與平面鏡的距離分析:為測(cè)量石英絲極的扭轉(zhuǎn)角,實(shí)驗(yàn)采取了“微小量放大”。當(dāng)引進(jìn)m′時(shí)由于物體間引力作用,使石英絲極發(fā)生微小的扭轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)致經(jīng)平面鏡反射過來的光線發(fā)生較大變化,得出轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。解答:為了測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角,該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”。利用平面鏡對(duì)光線的反射,來體現(xiàn)微小形變的。當(dāng)增大刻度尺與平面鏡的距離時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)的角度更明顯。當(dāng)增大T型架橫梁的長度時(shí),會(huì)導(dǎo)致石英絲更容易轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角有利;增大石英絲的直徑時(shí),石英絲更轉(zhuǎn)動(dòng)更難,起不到放大的作用,故實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的不包括A項(xiàng),故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。點(diǎn)評(píng):本題巧妙地利用光的反射將因引力產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)的角度放大,注意體會(huì)微小量放大的基本思路和具體方法?!窘忸}思路點(diǎn)撥】要牢記是卡文迪什測(cè)定的引力常量,并且要記得扭秤實(shí)驗(yàn)所用到的物理學(xué)思想是微小量放大法。8.相對(duì)論速度的變換公式9.功的定義、單位和計(jì)算式的推導(dǎo)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:物體受到力的作用,并在力方向上發(fā)生一段位移,就說力對(duì)物體做了功.2.公式:W=Fscosα,其中α為F與s的夾角,F(xiàn)是力的大小,s一般是物體相對(duì)地面的位移,而不是相對(duì)于和它接觸的物體的位移.3.應(yīng)用中的注意點(diǎn)(1)公式只適用于恒力做功;(2)F和S是對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的;(3)恒力做功多少只與F、s及二者夾角余弦有關(guān),而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間長短等都無關(guān),即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān),同時(shí)與有無其它力做功也無關(guān).4.物理意義:功是能量轉(zhuǎn)化的量度.5.單位:焦耳(J),1J=1N?m.6.功是標(biāo)量,沒有方向、但是有正負(fù),正負(fù)表示能量轉(zhuǎn)化的方向.表示物體是輸入了能量還是輸出了能量.7.正功和負(fù)功:根據(jù)W=Flcosα可知:0≤α<90°α=90°90°<α≤180°功的正負(fù)W>0W=0W<0意義力F對(duì)物體做正功力F對(duì)物體不做功力F對(duì)物體做負(fù)功力F是動(dòng)力還是阻力動(dòng)力阻力【命題方向】題型一:功的正、負(fù)判斷例1:生活中常有人說在車廂內(nèi)推車是沒用的,如圖所示,在沿水平地面運(yùn)動(dòng)的汽車車廂中,人用力推車(人與車廂始終保持靜止),則當(dāng)車在倒車時(shí)剎車的過程中()A.人對(duì)車做正功B.人對(duì)車做負(fù)功C.人對(duì)車不做功D.車對(duì)人的作用力方向水平向右分析:在減速向右運(yùn)動(dòng)的車廂中,人的加速度向左,根據(jù)牛頓第二定律得出人受的合力向左,根據(jù)牛頓第三定律得人對(duì)車廂的力向右.根據(jù)功的定義式判斷做功情況.解答:A、人對(duì)車廂的推力方向向右,所以人對(duì)車廂的推力做正功,故A正確,BC錯(cuò)誤;D、在加速向左運(yùn)動(dòng)的車廂中,人的加速度向左,根據(jù)牛頓第二定律得出人受的合力向左,人受力在豎直方向平衡,人的合力是由車廂對(duì)人的力提供的,所以車廂對(duì)人的力向左,故D錯(cuò)誤,故選:A.點(diǎn)評(píng):此題涉及到牛頓第二定律的應(yīng)用和力的作用的相互性,解決此類題目要結(jié)合作用力和反作用力考慮,即一個(gè)物體在施力的同時(shí)必然也受力,另一個(gè)物體在受力的同時(shí)必然也是施力物體.【解題方法點(diǎn)撥】1.判斷功的正、負(fù)主要有以下三種方法:(1)若物體做直線運(yùn)動(dòng),依據(jù)力與位移的夾角來判斷,此法常用于恒力做功的判斷.(2)若物體做曲線運(yùn)動(dòng),依據(jù)F與v的方向的夾角α的大小來判斷.當(dāng)α<90°時(shí),力對(duì)物體做正功;90°<α≤180°時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功;α=90°時(shí),力對(duì)物體不做功.(3)依據(jù)能量變化來判斷:此法既適用于恒力做功,也適用于變力做功,關(guān)鍵應(yīng)分析清楚能量的轉(zhuǎn)化情況.根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則必有力對(duì)物體做功.比如系統(tǒng)的機(jī)械能增加,說明力對(duì)系統(tǒng)做正功;如果系統(tǒng)的機(jī)械能減少,則說明力對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功.此法常用于兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷.10.動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.動(dòng)能定理的內(nèi)容:合外力做的功等于動(dòng)能的變化量。2.表達(dá)式:W合=ΔEk=Ek末﹣Ek初3.本考點(diǎn)針對(duì)簡(jiǎn)單情況下用動(dòng)能定理來解題的情況?!久}方向】如圖所示,質(zhì)量m=10kg的物體放在水平地面上,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2,今用F=50N的水平恒力作用于物體上,使物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),作用時(shí)間t=6s后撤去F,求:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功。分析:(1)對(duì)物體受力分析知,物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律就可求出加速度;(2)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式即可求得位移的大小;(3)對(duì)全程用動(dòng)能定理,可以求得摩擦力的功。解答:(1)對(duì)物體受力分析,由牛頓第二定律得F﹣μmg=ma,解得a=3m/s2,(2)由位移公式得X=12at2=1(3)對(duì)全程用動(dòng)能定理得FX﹣Wf=0Wf=FX=50×54J=2700J。答:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是3m/s2;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移是54m;(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功為2700J。點(diǎn)評(píng):分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程,直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可,求摩擦力的功的時(shí)候?qū)θ虘?yīng)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)單。【解題思路點(diǎn)撥】1.應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,明確并分析運(yùn)動(dòng)過程。(2)分析受力及各力做功的情況①受哪些力?②每個(gè)力是否做功?③在哪段位移哪段過程中做功?④做正功還是負(fù)功?⑤做多少功?求出代數(shù)和。(3)明確過程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2。(4)列方程W總=Ek2﹣Ek1,必要時(shí)注意分析題目潛在的條件,補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。注意:①在研究某一物體受
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