2026高考物理复习课件 第八章第6讲 满分指导 电势能和力学规律的综合应用

第八章静电场第6讲专题：电场中的力电综合问题满分指导电势能和力学规律的综合应用 目录12满分指导电势能和力学规律的综合应用课时作业 满分指导电势能和力学规律的综合应用 (1)小球B第一次到达电场边界MP④所用的时间；(2)小球A第一次⑤离开电场边界NQ时的速度大小；(3)带电系统运动过程中，B球⑥电势能增加量的最大值。 [审题　抓住信息，准确推断]关键信息信息挖掘题干①有界匀强电场区域MPQN内说明在空间MPQN内有电场，其他地方没有电场②恰位于细杆的中垂线上明确了系统开始运动的空间位置，此时只有A球受静电力③从静止开始运动系统开始运动时的初速度为零问题④所用的时间可利用牛顿第二定律及运动学公式求解⑤离开电场边界NQ时的速度大小分析A球在离开NQ前的运动情况：先加速运动，再减速运动⑥电势能增加量的最大值B球进入电场后受静电力方向向左，只要B球向右运动，电势能就会增加 [破题　形成思路，快速突破](1)小球B第一次到达电场边界MP所用时间的求解。①求B球进入电场前的加速度。a．研究对象：____________________；b．列动力学方程：_________________。②求B球第一次到达电场边界MP所用时间。列运动学方程：________。A、B两球组成的系统2Eq－μ·2mg＝2ma1 (2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小求解。①研究过程：_________________________________。②小球B刚进入电场的速度v1的求解。a．选择规律：___________；b．方程式：________。③小球A第一次离开电场的速度v2的求解。a．选择规律：_____________________；b．动力学方程式：______________________；运动学方程式：______________。从B球进入电场到A球第一次离开电场运动学方程动力学方程和运动学方程2Eq－3Eq－μ·2mg＝2ma2 (3)如何求带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值？提示：B球克服静电力做功越多，其增加的电势能越大。先求出A球出电场后系统的加速度和系统速度减小到零时A球离开右边界的距离x，判断x≤2L是否成立，以确定此时B球是否在电场中，如果在电场中，则利用静电力做功与电势能变化的关系求解，如果不在电场中，则进一步分析计算。 [点题　突破瓶颈，稳拿满分]常见的思维障碍：(1)在求小球A第一次离开电场边界NQ的速度大小时，错误地认为A球在电场中一直做匀加速直线运动，没有分析B球进入电场后，系统的受力情况发生了变化，导致结果错误。(2)小球A离开电场之后，错误地认为B球的加速度不变，没有分析A球离开电场之后，系统的受力情况发生了变化，加速度发生了变化，导致结果错误。 课时作业 ［A组　基础巩固练］ 2．(2024·辽宁高考)在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面(纸面)内运动。如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线；若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到与O点等高处的过程中()A．动能减小，电势能增大B．动能增大，电势能增大C．动能减小，电势能减小D．动能增大，电势能减小 解析：小球的初速度方向沿虚线时，其运动轨迹为直线，可知小球所受电场力和重力的合力沿着虚线方向；已知电场强度方向为水平方向，则小球所受电场力沿水平方向，又因为小球所受重力竖直向下，根据平行四边形定则可知，小球所受合力沿虚线向下，所受电场力方向水平向右。若小球的初速度方向垂直于虚线，即与所受合力方向垂直，则小球做类平抛运动，从O点出发运动到与O点等高处的过程中，合力的方向与小球的运动方向始终成锐角，则合力对小球做正功，小球的动能增大；电场力的方向与小球的运动方向始终成锐角，则电场力对小球做正功，小球的电势能减小。故D正确。 3．(多选)如图甲所示，绝缘水平面上存在方向水平向右的匀强电场，一带电物块以一定的初速度从O点开始向右运动。取O点为电势零点，该物块的电势能与动能之和E总、电势能Ep随它离开O点的距离x变化的关系如图乙所示。由此能够确定的是()A．物块受到的静电力B．匀强电场的场强大小C．物块返回O点时的动能D．物块与水平面间的动摩擦因数 4．(2024·河北高考)如图，竖直向上的匀强电场中，用长为L的绝缘细线系住一带电小球，在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点，A点为最低点，B点与O点等高。当小球运动到A点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小球的电荷量为q(q>0)，质量为m，A、B两点间的电势差为U，重力加速度大小为g，求：(1)电场强度E的大小。(2)小球在A、B两点的速度大小。 [B组　综合提升练]6．(2024·浙江6月选考)如图所示，空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场，在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R，AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为＋q的小球套在圆环上，从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动，则()A．小球从A到C的过程中电势能减少B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动C．可求出小球运动到B点时的加速度D．小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN 8．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)空间有一水平向右的匀强电场，一质量为m、带电量为＋q的小球用一绝缘轻绳悬挂于O点。若将小球拉到最低点，并给小球垂直纸面向里的初速度v0，发现小球恰好沿一倾斜平面做匀速圆周运动，其圆心P与悬挂点O的连线与竖直方向成37°角，如图所示。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，求：(1)电场强度E的大小；(2)小球从倾斜圆轨道的最低点A到最高点B的过程中，电势能的变化量。