【新步步高】2017版高考物理(全国专用)大二轮总复习与增分策略课件 专题十一电场力和能的性质

1 第2讲 带电粒子在复合场中的运动

1.带电粒子在电场中常见的运动类型

(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝12mv2－12mv20来求解.对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解.

(2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题.对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来处理.

2.带电粒子在匀强磁场中常见的运动类型

(1)匀速直线运动：当v∥B时，带电粒子以速度v做匀速直线运动.

(2)匀速圆周运动：当v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动.

3.复合场中是否需要考虑粒子重力的三种情况

(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于

一些宏观物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力.

(2)题目中有明确说明是否要考虑重力的情况.

(3)不能直接判断是否要考虑重力的情况，在进行受力分析与运动分析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力.

1.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提

带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始运动状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析.

2.灵活选用力学规律是解决问题的关键

当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解.

当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解.

当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.

2 解题方略

带电粒子在叠加场中运动的处理方法

1.弄清叠加场的组成特点.

2.正确分析带电粒子的受力及运动特点.

3.画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律

(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止.例如电场与磁场中满足qE＝qvB；重力场与磁场中满足mg＝qvB；重力场与电场中满足mg＝qE.

1 专题二 力与物体的直线运动

[专题定位] 本专题解决的是物体(或带电体)在力的作用下的匀变速直线运动问题.高考对本专题考查的内容主要有：①匀变速直线运动的规律及运动图象问题；②行车安全问题；③物体在传送带(或平板车)上的运动问题；④带电粒子(或带电体)在电场、磁场中的匀变速直线运动问题；⑤电磁感应中的动力学分析.考查的主要方法和规律有：动力学方法、图象法、临界问题的处理方法、运动学的基本规律等.

[应考策略] 抓住“两个分析”和“一个桥梁”.“两个分析”是指“受力分析”和“运动情景或运动过程分析”.“一个桥梁”是指“加速度是联系运动和受力的桥梁”.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题.

第1讲 动力学观点在力学中的应用

1.物体或带电体做匀变速直线运动的条件是：物体或带电体所受合力为恒力，且与速度方向共线.

2.匀变速直线运动的基本规律为

速度公式：v＝v0＋at.

位移公式：x＝v0t＋12at2.

速度和位移公式的推论：v2－v 20＝2ax.

中间时刻的瞬时速度：2vt＝xt＝v0＋v2.

任意相邻两个连续相等的时间内的位移之差是一个恒量，即Δx＝xn＋1－xn＝a·(Δt)2.

3.速度—时间关系图线的斜率表示物体运动的加速度，图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移.匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜直线.

4.位移—时间关系图线的斜率表示物体的速度，匀变速直线运动的x－t图象是一条抛物线.

5.超重或失重时，物体的重力并未发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化.物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关，只决定于物体的加速度方向.当a有竖直向上的分量时，超重；当a有竖直向下的分量时，失重；当a＝g且竖直向下时，完全失重. 2

1.动力学的两类基本问题的处理思路

2.解决动力学问题的常用方法

(1)整体法与隔离法.

(2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解，有时根据情况也可以把加速度进行正交分解.

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电磁感应中的动力学问题

1．导体棒的两种运动状态

(1)平衡状态——导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为零；

(2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零．

2．两个研究对象及其关系

电磁感应中导体棒既可看做电学对象(因为它相当于电源)，又可看做力学对象(因为有感应电流而受到安培力)，而感应电流I和导体棒的速度v是联系这两个对象的纽带．

3．电磁感应中的动力学问题分析思路

(1)电路分析：导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流I＝BlvR＋r.

(2)受力分析：导体棒受到安培力及其他力，安培力F安＝BIl＝B2l2vR＋r，根据牛顿第二定律列动力学方程：F合＝ma.

(3)过程分析：由于安培力是变力，导体棒做变加速运动或变减速运动，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力的平衡条件列方程：F合＝0.

例1 如图1甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．

图1

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示高中物理资源下载平台--光世昌的博客 /guangshichang

意图；

(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及加速度的大小；

(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的最大速度．

答案 (1)见解析图 (2)BLvR gsin θ－B2L2vmR

(3)mgRsin θB2L2

高考中档大题规范练

(一)三角函数与平面向量

1．(2015·广东)在平面直角坐标系xOy中，已知向量m＝22，－22，n＝(sinx，cosx)，x∈0，π2.

(1)若m⊥n，求tanx的值；

(2)若m与n的夹角为π3，求x的值．

解 (1)因为m＝22，－22，n＝(sinx，cosx)，m⊥n.

所以m·n＝0，即22sinx－22cosx＝0，

所以sinx＝cosx，所以tanx＝1.

(2)因为|m|＝|n|＝1，所以m·n＝cosπ3＝12，

即22sinx－22cosx＝12，所以sinx－π4＝12，

因为0

所以x－π4＝π6，即x＝5π12.

2．(2016·山东)在△ABC中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知2(tanA＋tanB)＝tanAcosB＋tanBcosA.

(1)证明：a＋b＝2c；

(2)求cosC的最小值．

(1)证明 由题意知

2sinAcosA＋sinBcosB＝sinAcosAcosB＋sinBcosAcosB，

化简得2(sinAcosB＋sinBcosA)＝sinA＋sinB，即2sin(A＋B)＝sinA＋sinB，因为A＋B＋C＝π，所以sin(A＋B)＝sin(π－C)＝sinC，从而sinA＋sinB＝2sinC，由正弦定理得a＋b＝2c.

(2)解 由(1)知c＝a＋b2，所以cosC＝a2＋b2－c22ab＝a2＋b2－a＋b222ab＝38ab＋ba－14≥12，当且仅当a＝b时，等号成立，故cosC的最小值为12.

3．(2016·北京)在△ABC中，a2＋c2＝b2＋2ac.

(1)求B的大小；

(2)求2cosA＋cosC的最大值．

解 (1)由a2＋c2＝b2＋2ac得，

a2＋c2－b2＝2ac.

由余弦定理得，

cosB＝a2＋c2－b22ac＝2ac2ac＝22.