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在物理学科内,电学与力学结合最紧密,电学知识又是与实际问题及现代科技联系最多的内容。在高考中,最复杂的题目往往是力电综合题。以下研究以带电粒子在电场中为模型的电学与力学的综合问题,运用的基本规律主要是力學部分的。
一、基本解题思路
1.前提:认真审题,弄清题意。
2.关键:确定研究对象,受力分析、运动分析、做功分析、过程分析。
3.核心:明确解题途径,正确运用规律。
4.保证:书写解题过程,分析解题结果。
二、解题的三条基本途径和优选策略
1.力与运动的观点:受力分析、牛顿运动定律与运动学规律。
2.能量的观点:动能定理、功能关系、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。
3.动量的观点:动量定理,动量守恒定律。注意矢量性,解题时先选取正方向。
4.选用的一般策略。
(1)对多个物体组成的系统讨论,在具备守恒条件时优先考虑二个守恒定律;出现相对距离(或相对路程)时优先考虑功能关系。
(2)对单个物体的讨论,宜用两个定理,涉及时间优先考虑动量定理,涉及位移优先考虑动能定理。
(3)研究所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系,涉及过程的细节(加速度),且受恒力作用时,考虑用牛顿运动定律和运动规律。非匀强电场一般不适合用力与运动的观点这一途径,除了以点电荷为圆心的圆周运动。
(4)两个定律和两个定理,只考查一个物理过程的始末两个状态,对中间过程不予以细究,这是它们的方便之处,特别是变力问题,充分显示出其优越性。有些题目可以用不同方法各自解决,有些题目得同时运用上述几种方法才能,三种观点不要绝对化。
三、例题
如下图所示,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:
一、基本解题思路
1.前提:认真审题,弄清题意。
2.关键:确定研究对象,受力分析、运动分析、做功分析、过程分析。
3.核心:明确解题途径,正确运用规律。
4.保证:书写解题过程,分析解题结果。
二、解题的三条基本途径和优选策略
1.力与运动的观点:受力分析、牛顿运动定律与运动学规律。
2.能量的观点:动能定理、功能关系、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。
3.动量的观点:动量定理,动量守恒定律。注意矢量性,解题时先选取正方向。
4.选用的一般策略。
(1)对多个物体组成的系统讨论,在具备守恒条件时优先考虑二个守恒定律;出现相对距离(或相对路程)时优先考虑功能关系。
(2)对单个物体的讨论,宜用两个定理,涉及时间优先考虑动量定理,涉及位移优先考虑动能定理。
(3)研究所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系,涉及过程的细节(加速度),且受恒力作用时,考虑用牛顿运动定律和运动规律。非匀强电场一般不适合用力与运动的观点这一途径,除了以点电荷为圆心的圆周运动。
(4)两个定律和两个定理,只考查一个物理过程的始末两个状态,对中间过程不予以细究,这是它们的方便之处,特别是变力问题,充分显示出其优越性。有些题目可以用不同方法各自解决,有些题目得同时运用上述几种方法才能,三种观点不要绝对化。
三、例题
如下图所示,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: