应用力学规律解决电场相关的运动与能量问题说课
04-06 18:27:09物理说课稿
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应用力学规律解决电场相关的运动与能量问题说课,
例1. 如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间的距离为d,右极板上有一小孔,通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆,电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M.给电容器充电后,有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,并从小孔进入电容器,设带电环不影响电容器板间电场分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d,试求:(1)带电环与左极板相距最近时的速度v;(2)此过程中电容器移动的距离s. (3)此过程中能量如何变化? 解析:(1)带电环进入电容器后在电场力的作用下做初速度为v0的匀减速直线运动,而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动,当它们的速度相等时,带电环与电容器的左极板相距最近,由系统动量守恒定律可得:动量观点: , 力与运动观点:设电场力为F , (2)能量观点:对m:-Eq·(s+ )= mv2- mv02 对M:Eqs= Mv2-0 -Eq = (m+M)v2- mv02 所以s= · 运动学观点:对M: 对m: 解得: 带电环与电容器的速度图象如图所示.由三角形面积可得: , , 解得:
O
A
B
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