2019高二物理輔導(dǎo)講義-庫侖定律下的動態(tài)平衡

1、學科教師輔導(dǎo)教案學員編號：學員姓名：授課內(nèi)容星 級授課日期及時段年 級：課時數(shù)：1輔導(dǎo)科目：物理學科教師：庫侖定律下的動態(tài)平衡教學內(nèi)容建議用時5分鐘！ >庫侖定律下的動態(tài)平衡1 .運用正交分解的方法求解出力的表達式，再分析在動態(tài)過程中力的變化。2 .動態(tài)作圖法：是當一個力的大小和方向都不變，還有一個力的方向不變時，分析第三個力的變化時。3 .相似三角形法：物體在三個共點力的作用下處于平衡，已知條件中涉及到邊長問題，并且力組成的矢量三角形和由 邊長組成的幾何三角形相似，則可以利用相似三角形建立比例關(guān)系式，可以避免采用正交分解法求解時對角度（力的 方向）的要求。t.i j&爐：專題概

2、述本專題主要討論庫侖定律下的動態(tài)平衡類問題n .典例精講建議用時20分鐘! >:題型概述題型一：庫侖定律下的動態(tài)平衡【例1】（）如圖所示，一帶電小球A,用絕緣細線拴住系在 O點，在O點正下方固定一個帶電小球B,A球被排斥開.當細線與豎直方向夾角為盒時系統(tǒng)靜止，由于支持B球的絕緣柄漏電，在B球電荷量緩慢減少的過程中，發(fā)現(xiàn)出逐漸減小，那么該過程中細線的拉力應(yīng)該如何變化（A、B看作點電荷）（）A.不變 B.變大C.變小D.無法判斷【答案】A【例2】（）如圖所示，豎直絕緣墻壁上的 Q處有一個固定的質(zhì)點 A,在Q的上方P點用絲線懸掛著另一個質(zhì) 點B。A、B兩質(zhì)點因帶同種電荷而相斥， 致使懸線與豎直

3、方向成 0角，由于漏電使A、B兩質(zhì)點帶的電荷量逐漸減少, 在電荷漏完之前懸線對 P點的拉力大小將：（）Q公A.保持不變B.先變小后變大 C .逐漸減小D.逐漸增大【答案】A小試牛刀：如圖所不，豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣.兩個帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面，且處于同一豎直平面內(nèi)，若用圖示方向的水平推力F作用于小球B,則兩球均靜止于圖示位置.如果將小球向左推動少許，并重新達到平衡時，跟原來相比（）A.兩小球間距離將增大，推力 F將增大B .兩小球間距離將增大，推力 F將減小C.兩小球間距離將減小，推力 F將增大D.兩小球間距離將減小，推力 F將減小m.方法回顧建議用時5分鐘

4、！ >常見分析方法：1 .物體受力分析后發(fā)現(xiàn)滿足動態(tài)作圖的條件，優(yōu)先選擇動態(tài)作圖法；2 .受力分析后發(fā)現(xiàn)各個力之間的角度比較容易找出，可以用列式子求解的方法;3 .當發(fā)現(xiàn)角度比較難找或者表示時較復(fù)雜時，可以有意識地尋找題目中是否存在相似三角形K".魔法小測L建議用時io分鐘一（10分鐘小測試，滿分 50分）（宋體，五號，不加粗）1 .（）如圖所示，放在水平地面上的光滑絕緣圓筒內(nèi)有兩個帶正電小球A B, A位于筒底靠在左側(cè)壁處，B在右側(cè)筒壁上受到 A的斥力作用處于靜止.若A的電量保持不變，B由于漏電而下降少許重新平衡，下列說法中正確的A.小球A對筒底的壓力變小 B.小球B對筒壁的

5、壓力變大C.小球A、B間的庫侖力變小D.小球 A B間的庫侖力變大【答案】BD2 . （）如圖所示 A、B是帶有等量同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m它們的懸線長度是 L,懸線上端都固 定在同一點 Q B球懸線豎直且被固定， A球靜止時偏離 B球的距離為x,此時A受到繩的拉力為 T;現(xiàn)保持其他條件不變，用改變 A球質(zhì)量的方法使 A球在距B為x/2處平衡，則A受到繩的拉力為（）A. T B. 2T C. 4T D . 8T【答案】D本次測試得分<喔達標啦！ >庫侖定律和物理學的信仰古希臘哲學家赫拉克利特說，人不會兩次踏進同樣的一條河流。但是在自然的世界里，造物主卻會兩次踏進同樣的一條

6、河流。17世紀，開普勒先發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，繼而牛頓在此基礎(chǔ)上提出了著名的萬有引力定律，而它的數(shù)學形式，恰恰是平方反比，即引力的大小反比于兩質(zhì)點間的距離。到了 18世紀，電磁現(xiàn)象逐漸為人們所注意和重視, 帶電物體之間的作用力遵循什么規(guī)律成了物理學家們感興趣的焦點。而電荷之間的作用力，經(jīng)過漫長的探索，最終被 發(fā)現(xiàn)也是平方反比定律。當時，人們已經(jīng)知道存在兩種電荷，一種是用絲綢和玻璃摩擦產(chǎn)生的電荷，另一種是用毛皮和橡膠產(chǎn)生的。其他各種 方式產(chǎn)生的電荷都和這兩種中的一種相同。而且人們很容易就發(fā)現(xiàn)，同種電荷相斥，異種電荷相吸，距離越近，相互 間的作用力就越大，但是究竟這之間的關(guān)系是多少，還沒有被弄清楚

7、。普利斯特里曾經(jīng)從牛頓的萬有引力出發(fā)，將電 荷作用力和萬有引力相類比，推測電荷的作用力也符合平方反比定律，但并沒有用實驗來證實這一結(jié)果。庫侖為了研究這一問題，設(shè)計了實驗裝置，即所謂的庫侖扭秤以及電擺來研究這一問題，經(jīng)過多次反復(fù)的實驗。他從 實驗數(shù)據(jù)中得出結(jié)論，認為電荷之間的作用力無論是吸引力還是斥力，都和兩電荷之間的距離成反比。因為這一條定 律的發(fā)現(xiàn)，庫侖也因此當選法國科學院院士，這條定律也以庫侖定律聞名于世。2多一點點。此外，也有不過問題的關(guān)鍵并不在于定律本身的發(fā)現(xiàn)過程，而是在另外一個問題上：庫侖憑什么斷定作用力是平方反比關(guān)系？實 際上，庫侖定律是實驗定律，而根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到的結(jié)果并不能確定

8、平方反比關(guān)系，而是比其他學者做過類似的研究，他們的實驗結(jié)果得到的數(shù)字也大多是比2多一點點而不恰好是2.當然，這一差異都在實2,而不是2.01次方這恐怕就要回到物理學或者甚至說是科學的一些基本信仰了。事實上任何科學都有一種信仰,那就是簡潔永遠勝過復(fù)驗儀器所能產(chǎn)生的誤差之內(nèi)，但還是那個問題，為什么庫侖等人都那么肯定地確認結(jié)果應(yīng)當是 或2.001次方反比關(guān)系呢?那就絕不用復(fù)雜的方式。而一開始的日心說由雜，簡潔的就是美的，如果在不影響精確程度的情況下，一個現(xiàn)象能用簡單的方式進行描述,正如天文學史上的地心說和日心說之爭一樣，其實地心說也可以基本滿足當時觀測的精度需求, 于采用圓形軌道，其誤差并不比地心說小，但是很多科學家還是愿意接受日心說，原因就在于日心說的模型比地心說的本輪-均輪模型要簡化許多。平方反比的形式和2.01次方反比的形式或許都能符合實驗結(jié)果，但從數(shù)學上看，平方