等效重力场法(静电场).ppt
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等效重力一、教学目标理解该类习题的问题图式;能用自己的语言陈述问题图式的各成分;在有提示的场合,可运用该图式解决该类型习题。
问题情境解题所需知识与技能策略1、物体处于匀强电场中、重力不可忽略。
2、物体与轻绳连接或在光滑圆轨道中运动。
1、由场强分析匀强电场中电场力大小方向。
2、矢量(力、速度)的合成与分解的法则。
3、只有重力时的“绳球模型”。
1、确定电场力的大小方向。
2、求重力、电场力的合力F,此即等效重力。
3、找等效最高、最低点。
这两点的连线过圆心,且与沿F方向。
4、结合等效重力分析物体的运动过程。
如何确定电场力的大小方向?①物体在A点静止,则A处重力、电场力的合力与绳拉力(轨道支持力)等大反向。
①物体在AB之间往复运动,则圆弧AB中点C处电场力的合力与绳拉力(轨道支持力)反向。
若物体与伸直的轻绳连接,自A点静止释放后,未必做圆周运动。
请避免思维定式。
假设物体释放后极短时间内不受绳的拉力,看物体在这段时间后与圆心的距离是否大于绳长。
①若物体在这段时间后与圆心的距离大于绳长,则绳子绷直,存在拉力,物体在拉力与F的共同作用下做圆周运动。
①物体在这段时间后与圆心的距离小于绳长,则绳子松弛,无拉力,物体只在F的作用下做匀变速直线运动。
直到物体与圆心的距离等于绳长,此时绳瞬间绷直,物体沿绳方向速度瞬间变为0,垂直于绳方向的速度不变,即存在动能的损失,运用能量守恒解决问题时要切记。
之后物体在拉力与F的共同作用下做圆周运动。
三、教学过程1、新题解决阶段【审题】已知:背景:匀强电场、重力场,倾角30°的光滑斜面。
条件:质量、电荷量已知的小球。
待求:小球要安全通过圆轨道(不滑落),在O点的初速度。
【分析题】研究对象:带电小球。
第一阶段:斜面AB上:物理状态:在斜面AB上受到向下的重力、向右的电场力,有qE=√33mg,合力F向右下,与竖直方向夹角为30°,受到垂直于斜面向上的支持力N,与F等大反向,如图。
等效重力场法运用等效重力场法是一种在地球物理勘探中常用的方法,用于计算地下物质分布的重力效应。
它基于物体具有引力场的基本原理,通过对地下物质分布进行建模和计算,推断出地下结构的性质。
本文将对等效重力场法的原理、应用以及优缺点进行详细介绍。
等效重力场法的原理是利用地下物质分布对地球重力场的影响进行计算。
地球的引力场是由地球质量分布所产生的,地下物质的分布会导致地球引力场的微小变化。
等效重力场法通过观测地球引力场的变化来推断地下物质分布的特征。
在等效重力场法中,首先需要进行重力测量。
重力测量是利用重力仪器对地球引力进行测量的过程,通过测量不同地点的重力值,可以得到不同地点的地球引力场强度。
然后,将重力数据进行处理和分析,得到地下物质分布的等效重力场。
等效重力场法的应用十分广泛。
首先,它可以用于勘探矿产资源。
由于不同地质构造对地球引力场的影响不同,因此可以通过等效重力场法来判断地下是否存在矿产资源。
其次,等效重力场法还可以用于勘探地下水源。
由于地下水具有一定的质量和分布特征,因此通过等效重力场法可以推断地下水的分布情况。
此外,在地质灾害预测和地下工程勘探中,等效重力场法也能够提供有用的信息。
然而,等效重力场法也存在一些局限性。
首先,等效重力场法只能提供地下物质分布的整体特征,对于细节信息的提供较为有限。
其次,等效重力场法需要进行大量的数据处理和分析工作,且结果的解释和判断需要结合其他地球物理勘探方法来进行综合分析。
最后,等效重力场法对观测仪器的精度要求较高,误差的累积可能会影响结果的准确性。
综上所述,等效重力场法是一种重要的地球物理勘探方法,通过观测地球重力场的变化来推断地下物质分布的特征。
它在矿产勘探、地下水资源勘探以及地质灾害预测等领域具有广泛的应用。
然而,等效重力场法也存在一些局限性,需要注意其数据处理和分析的准确性,以及与其他地球物理勘探方法的综合应用。
在未来的研究中,可以进一步改进等效重力场法的理论和技术,提高其精度和可靠性,以更好地应用于实际勘探工作中。
等效重力场等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场 等效重力重力、电场力的合力 等效重力加速度等效重力与物体质量的比值 等效“最低点”物体自由时能处于稳定平衡状态的位置 等效“最高点”物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置 等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积 竖直上抛运动在电场强度为E,方向竖直向下的匀强电场中,以V 0初速度竖直向上发射一个质量为m 带电量为q 的带正电小球,求上升的最大高度。
类平抛运动例:如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O 点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的带电量为q ,质量为m ,绝缘细线长为L ,电场的场强为E ,若带电小球恰好能通过最高点A ,则在A 点时小球的速率v1为多大?小球运动到最低点B 时的速率v2为多大?运动到B 点时细线对小球的拉力为多大?例1:水平放置带电的两平行金属板,相距d,质量为m 的微粒由板中间以某一初速平行于板的方向进入,若微粒不带电,因重力作用在离开电场时,向下偏转d/4,若微粒带正电,电量为q ,仍以相同的初速度进入电场,微粒恰好不再射出电场,则两板的电势差应为多少?并说明上下板间带电性?斜面类问题例5:如图所示,在离坡顶为l 的山坡上的C 点树直固定一根直杆,杆高也是L 。
杆上端A 到坡底B 之间有一光滑细绳,一个带电量为q 、质量为m 的物体穿心于绳上,整个系统处在水平向右的匀强电场中,已知细线与竖直方向的夹角30=θ。
若物体从A 点由静止开始沿绳无摩擦的滑下,设细绳始终没有发生形变,求物体在细绳上滑行的时间。
(2/10s m g =,60.037sin = ,80.037cos =)竖直平面内的圆周运动 例2:水平向右的匀强电场中,用长为R 的轻质细线在O 点悬挂一质量为m 的带电小球,静止在A 处,AO 的连线竖直方向夹角为370,现给小球施加一个沿圆弧切线方向的初速度V 0,小球便在竖直面内运动,为使小球能在竖直面内完成圆周运动,这个初速度V 0至少应为多大?在最低点时细绳的拉力多大?例3:如图所示,绝缘光滑轨道AB 部分为倾角为30°的斜面,AC 部分为竖直平面上半径为R 的圆轨道,斜面与圆轨道相切。