靜電場與重力場能量轉(zhuǎn)化和守恒

1、靜電場與重力場能量轉(zhuǎn)化及守恒要點、帶電微?；蛘邘щ娢矬w在靜電場和重力場的復(fù)合場中運(yùn)動時的能量守恒要點詮釋：（1）帶電物體只受重力和靜電場力作用時，電勢能、重力勢能以及動能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒， 即（2）帶電物體除受重力和靜電場力作用外，如果還受到其它力的作用時，電勢能、重力勢能以及 要點詮釋：電場中的功能關(guān)系 1功能關(guān)系 (1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變； (2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變； (3)除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化； (4)所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化. 2帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動時正負(fù)功的判斷

2、(1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子受力方向一定沿電場線指向軌跡凹側(cè)； (2)電場力與速度方向間夾角小于90°，電場力做正功；夾角大于90°，電場力做負(fù)功. 3.電場力做功的計算方法(1)由公式計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為(2)由來計算，此公式適用于任何形式的靜電場(3)由動能定理來計算：(4)由電勢能的變化計算： 動能之和發(fā)生變化，此變化量等于其它力的功，這類問題通常用動能定理來解決。例一、在重力場和靜電場中的能量轉(zhuǎn)化和守恒4、如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面，且相鄰兩等勢面的電勢差相等，一個正電荷在等勢面U3上時具有動能，它運(yùn)動到等勢面U1時，速度

3、為零，令U2=0，那么該點電荷的電勢能為J時，其動能大小是多少？（設(shè)整個運(yùn)動過程中只有電場力做功）【變式】如圖所示，一個絕緣光滑半圓軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為E，在其上端，一個質(zhì)量為m，帶電量為的小球由靜止下滑，則（ ）A. 小球運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒B. 小球經(jīng)過最低點時速度最大C. 小球在最低點對球的壓力為D. 小球在最低點對球的壓力為例二、 一個質(zhì)量為m、帶電量為q的物體，可以在水平軌道Ox上運(yùn)動，軌道O端有一與軌道垂直的固定墻。軌道處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E，方向沿Ox軸正方向。當(dāng)物體m以初速度從點沿x軸正方向運(yùn)動時，受到軌道大小不變的摩擦力的作用，且，設(shè)物體與墻面碰撞時

4、機(jī)械能無損失，且電量不變，求：(1)小物體m從位置運(yùn)動至與墻面碰撞時電場力做了多少功？(2)物體m停止運(yùn)動前，它所通過的總路程為多少？4、（2015 皖南八校三聯(lián)）如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓，AB是一條直徑，空間有勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，方向與水平面平行在圓上A點有一發(fā)射器，以相同的動能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球，小球會經(jīng)過圓周上不同的點，在這些點中，經(jīng)過C點的小球動能最大，由于發(fā)射時刻不同時，小球間無相互作用，且 =30°，下列說法正確的是（ ）A電場的方向垂直AB向上B電場的方向垂直AB向下C小球在A點垂直電場方向發(fā)射，若恰能落到C點，則初動能

5、為qER/8D小球在A點垂直電場方向發(fā)射，若恰能落到C點，則初動能為qER4例3、 如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力將小球向下壓至某位置靜止現(xiàn)撤去，小球從靜止開始運(yùn)動到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為和，小球離開彈簧時速度為，不計空氣阻力，則上述過程中()A、小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B、小球的重力勢能增加C、小球的機(jī)械能增加D、小球的電勢能減少舉一反三【變式1】 圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0.一帶正電的點電荷在靜電力

6、的作用下運(yùn)動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為26 eV和5 eV.當(dāng)這一點電荷運(yùn)動到某一位置，其電勢能變?yōu)? eV，它的動能應(yīng)為（ ）A、8 eV B、13 eV C、20 eV D、34 eV【變式2】一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下,若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動到b的過程中，能量變化情況為A動能減小B電勢能增加C動能和電勢能之和減小D重力勢能和電勢能之和增加一、選擇題：1、有一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動軌跡如圖中的虛線所示，電場強(qiáng)度的方向豎直向下，若不計空氣阻力，則油滴從A運(yùn)動到B的過程中能量變化情況是( )A、動能逐漸減少 B、電勢能增加C、電勢能

7、和動能之和減少 D、重力勢能和電勢能之和增加2、如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢面.一個正電荷在等勢面L3時，動能為J；運(yùn)動到L1時，動能為J.若以L2為零勢面，且不計空氣阻力和重力，則當(dāng)電荷的電勢能J時，其動能為( )A、JB、JC、JD、J3、如圖所示，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力的作用下，做以Q為焦點的橢圓運(yùn)動.M、P、N為橢圓上的三個點，P點是橢圓上距離Q點最近的點.電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點的過程中( )A、速率先增大后減小B、速率先減小后增大C、電勢能先減小后增大D、電勢能先增大后減小4、一帶電粒子射入一固定在O點的點電荷的電場中，粒子運(yùn)動軌跡如圖中虛線abc所示，圖中實線

8、是同心圓弧，表示電場的等勢面.不計重力.可以判斷( )A、此粒子一直受到靜電排斥力作用B、粒子在b點的電勢能一定大于在a點的電勢能C、粒子在b點的速度一定大于在a點的速度D、粒子在a點和c點的速度大小一定相等 1、如圖所示，傾角=30°的粗糙斜面固定在地面上，長為l，質(zhì)量為m，粗細(xì)均勻，質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達(dá)地面），在此過程中（）A物塊的機(jī)械能逐漸增加B軟繩重力勢能共減少了C物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功的和如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑有軌道，由一段斜的直軌道與之