等效重力概念(什么叫等效重力)
导语:一轮复习:等效重力的应用
基本依据:在匀强电场中,电场力是恒力,重力也是恒力,恒力的合力仍然是恒力,在恒力作用下的运动和在在重力作用下的运动是一样的。
在匀强电场和重力场的复合场中,重力的电场力的合力称为等效重力。
应用“等效重力”和“等效重力加速度”求解.具体解题步骤:
1.求出重力和电场力的合力F合,这个合力视为“等效重力”、mg′;
2.将g′视为“等效重力加速度”。
重力场内做圆周运动的规律应用到等效重力场中类比进行分析求解:
复合场中的“最高点”“最低点”以及做完整的圆周运动的条件。
例题.如图所示,
匀强电场方向水平向右,场强为E.丝线长为L,上端系于O点,下端系质量为m、带电量为+q的小球,已知Eq=mg.现将小球从最低点A由静止释放,则下列说法错误的是()
A.小球可到达水平位置
B.当悬线与水平方向成45°角时,小球的速度最大
C.小球在运动过程中机械能守恒
D.小球速度最大时,悬线上的张力为(3√2-2)mg
例题: 如图所示,
绝缘光滑轨道AB部分是倾角为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.整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中.现有一个质量为m的带正电小球,电荷量为q=√3mg/3E,要使小球能安全通过圆轨道,在O 点的初速度应满足什么条件?
例题:如图所示,
ab是光滑水平轨道,一半径为R的竖直光滑圆形轨道与ab相切于b点.整个装置处于一个水平向右、场强大小为E=3mg/4q的匀强电场中,一质量为m,带电量为q的小球自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.为使小球能够在圆轨道内做完整的圆周运动,求ab的最小距离S.
例题:如图所示,
BD是竖直平面内圆上的一条竖直直径,AC是该圆的另一条直径,该圆处于匀强电场中,场强方向平行于圆周平面.将带等量负电荷的相同小球从O点以相同的动能射出,射出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达A点时小球的动量总是最小,忽略空气阻力,则下列说法中正确的是(BC)
A.可以断定电场方向由O点指向圆弧AEB上的某一点
B.到达B点时小球的动能和电势能之和总是最大
C.到达C点时小球的电势能和重力势能之和总是最小
D.对到达圆上的所有小球中,机械能最小的小球应落在圆弧CFD上的某一点
例题:质量为m,带电量为+q的小球在O点以初速度v₀沿与水平成30°角的方向射出,如图所示.
小球运动过程中,除受重力外,还受到方向始终与初速度方向相反的力F的作用:
(1)若F=mg,要使小球保持v₀做匀速直线运动,可在某一方向上加一定大小的匀强电场,求此电场强度的大小和方向;
(2)若F=2mg,且电场强度E′=√3mg/q,仍要使小球沿v₀方向做直线运动,那么该电场强度的方向如何?求小球沿方向运动的最大位移和回到O点的最短时间.
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