高一下學(xué)期物理《電場中的平衡與非平衡問題》教學(xué)設(shè)計課程主題9.3.4《電場中的平衡與非平衡問題》（第4課時）自學(xué)目標(biāo)評價（請在對應(yīng)目標(biāo)完成情況后畫“√”）自學(xué)目標(biāo)1.掌握電場中的平衡問題的分析方法與求解思路目標(biāo)達(dá)成基本達(dá)成未達(dá)成2.理解電場中的非平衡問題的運(yùn)動性質(zhì)及受力分析邏輯目標(biāo)達(dá)成基本達(dá)成未達(dá)成?【合作探究一】——電場中的平衡問題【母題1】如圖所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電的小球，小球質(zhì)量為1.0\times10^{?2}\\text{kg}，所帶電荷量為7.5\times10^{?8}\\text{C}?，F(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時絕緣輕繩與豎直方向成37°角，g取10\\text{m/s}^2，sin37°=0.6，（1）小球受到的拉力大?。唬?）電場強(qiáng)度大??；（3）改變場強(qiáng)方向，仍使小球靜止在原位置，則電場強(qiáng)度的最小值?！咀兪?】如圖所示，在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，以O(shè)點(diǎn)為圓心、r為半徑作一圓周，O點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷。a、b、c、d為相互垂直且過圓心的兩條直線與圓周的交點(diǎn)，且bd平行于電場線。當(dāng)把一試探電荷+q放在d點(diǎn)恰好平衡（不計重力）時：（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小、方向如何？（2）試探電荷+q放在點(diǎn)c時，受力Fc的大小、方向如何（3）試探電荷+q放在點(diǎn)b時，受力Fb的大小、方向如何留存解題步驟：（1）弄清物理情景，確定研究對象；（2）對研究對象進(jìn)行受力分析，并畫出受力示意圖；（3）根據(jù)F_{\text{合}}=0列平衡方程進(jìn)行求解；三個共點(diǎn)力的平衡用合成法（或正交分解法），四個共點(diǎn)力的平衡用正交分解法。?【合作探究二】——電場中的非平衡問題【母題2】如圖所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電的小球，小球質(zhì)量為1.0\times10^{?2}\\text{kg}，所帶電荷量為7.5\times10^{?8}\\text{C}?，F(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時絕緣輕繩與豎直方向成37°角，g取10\\text{m/s}^2，sin37°=0.6，（1）若剪斷細(xì)繩，小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動？為什么？（2）剪斷細(xì)繩后2\\text{s}末小球的速度；2\\text{s}內(nèi)小球的位移；（3）若去掉電場，求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時繩上的拉力F的大小?！咀兪?】電荷量q=1\times10^{?4}\\text{C}的帶正電小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向且方向始終不變的電場。電場強(qiáng)度E的大小與時間t的關(guān)系、物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖所示（圖略）。重力加速度g取10\\text{m/s}^2，求：（1）物塊的質(zhì)量m；（2）物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ。留存解題步驟：（1）弄清物理情景，確定運(yùn)動性質(zhì)；（2）對研究對象進(jìn)行受力分析（已知力、重力、靜電力、彈力、摩擦力），并畫出受力示意圖；（3）應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。?【課后練習(xí)】——基礎(chǔ)鞏固（勻強(qiáng)電場中受力分析）如圖所示，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則（）A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負(fù)電荷C.P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D.P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電小球由靜止釋放，帶電小球運(yùn)動軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為θ，小球的重力不能忽略。關(guān)于勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小，下列說法正確的是（）（注：選項需結(jié)合完整題意補(bǔ)充，此處保持原題結(jié)構(gòu)）（多選）如圖，光滑絕緣細(xì)桿與水平面成θ角固定，桿上套有一帶正電的小球，質(zhì)量為m，帶電荷量為q。為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場。所加電場的場強(qiáng)滿足什么條件時，小球可在桿上保持靜止（）A.（完整選項略）B.豎直向上，場強(qiáng)大小為mgC.（完整選項略）D.（完整選項略）如圖所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電的小球，小球質(zhì)量為m，所帶電荷量為q?，F(xiàn)加水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時絕緣繩與豎直方向夾角為30°，重力加速度為g。下列選項正確的是（A.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小等于3B.小球受到的電場力大小等于3C.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小等于33mg（錯誤選項，修正格式D.小球受到的拉力大小等于3mg3（錯誤選項，正確拉力為如圖所示，光滑絕緣的固定斜面（足夠長）傾角為37°，一帶正電的小物塊質(zhì)量為m，電荷量為q，置于斜面上。當(dāng)沿水平方向加如圖所示的勻強(qiáng)電場時，帶電小物塊恰好靜止在斜面上。sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10\\text{m/s}^2。某時刻，電場強(qiáng)度變?yōu)椋?）原來的電場強(qiáng)度大小；（2）小物塊運(yùn)動的加速度；（3）小物塊2\\text{s}末的速度大小和2\\text{s}內(nèi)的位移大小。【能力提升】未加外電場時，電荷量為q、質(zhì)量為m的滑塊能靜止在絕緣斜面上，如圖甲所示。現(xiàn)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場，如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.加電場后，滑塊受到的重力變大B.加電場后，滑塊將沿斜面加速下滑C.加電場后，滑塊將沿斜面勻速下滑D.加電場后，滑塊仍然靜止（庫侖力作用下的非平衡類問題）如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和2m的帶有異種電荷的小球A、B（A、B可視為