功能关系在电场中的应用.ppt

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1、功能关系在电场中的应用功能关系在电场中的应用 第六章第六章静电场静电场近几年高考对电势高低的比较、电近几年高考对电势高低的比较、电势能的大小比较、电势差等内容考查的势能的大小比较、电势差等内容考查的频率较高，特别是电场力做功的特点以频率较高，特别是电场力做功的特点以及电场力做功与电势能的变化之间的关及电场力做功与电势能的变化之间的关系往往是命题的重点系往往是命题的重点.命题趋向与考点命题趋向与考点课前热身：课前热身：（2011新课标卷）新课标卷）一个带电小球从一个带电小球从空中的空中的A点运动到点运动到B的过程中，重力做功的过程中，重力做功3J，静电力做功，静电力做功1J，克服空气阻力做功，克

2、服空气阻力做功0.5J，则（，则（）A、在、在A点的重力势能比在点的重力势能比在B点大点大3.5JB、在、在A点的电势能比在点的电势能比在B点小点小1JC、在、在A点的动能比在点的动能比在B点小点小3.5JD、在、在A点的机械能比在点的机械能比在B点大点大3.5JC 知识概要与方法知识概要与方法 1 1、WWGG=-=-E EPG PG 意义：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重意义：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重意义：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重意义：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加力势能增加力势能增加力势能增加.2 2、WW电电电电=-=-E E

3、P P电电电电 意义：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，意义：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，意义：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，意义：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电势能增加电势能增加电势能增加.3 3、动能定理、动能定理、动能定理、动能定理 WW外外外外=E EK K 意义：合外力做功等于动能的变化。意义：合外力做功等于动能的变化。意义：合外力做功等于动能的变化。意义：合外力做功等于动能的变化。4 4、WW非非非非GG=E E机机机机 意义：除重力和弹簧弹力之外的其它力（如电场力、意义：除重力和弹簧弹力之外的其它力（如电场力、意义：除重力和弹簧弹

4、力之外的其它力（如电场力、意义：除重力和弹簧弹力之外的其它力（如电场力、摩擦力、拉力、支持力、安培力等）做功等于机械能摩擦力、拉力、支持力、安培力等）做功等于机械能摩擦力、拉力、支持力、安培力等）做功等于机械能摩擦力、拉力、支持力、安培力等）做功等于机械能的变化的变化的变化的变化。例例1（2011青岛模拟）青岛模拟）如图所示，实线为电场如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相领两等势面间电势差相线，虚线为等势面，相领两等势面间电势差相等，一个正电荷在等势面等，一个正电荷在等势面L3处的动能为处的动能为20J，运动到等势面运动到等势面L1处的动能为零。现取处的动能为零。现取L2为零势为零势能参考

5、平面，则当此电荷的电势能为能参考平面，则当此电荷的电势能为4J时，不时，不计重力和空气阻力，它的动能为计重力和空气阻力，它的动能为（）A、16J B、10J C、6J D、4JL1L2L3 案例探究案例探究C 只有电场力做功：只有电场力做功：W电电=EK 所以所以EP+EK=0 即电势能与动能的总量不变。即电势能与动能的总量不变。思路点拔思路点拔例例2（2009全国全国）如图所示，光滑绝缘斜面的）如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带，将另一个带电小物块电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动

6、。设斜面足够长，则在斜面向上运动。设斜面足够长，则在Q向上运动向上运动过程中（过程中（）A、物块、物块Q的动能一直增大。的动能一直增大。B、物块、物块P、Q之间的电势能一直增大。之间的电势能一直增大。C、物块、物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大。的重力势能和电势能之和一直增大。D、物块、物块Q的机械能一直增大。的机械能一直增大。D 只有电场力和重力做功只有电场力和重力做功 W W电电+W+WG G=E=EK K 所以所以 E EPGPG+E+EP P电电+E+EK K=0=0 即重力势能、电势能与动能的总量不变。即重力势能、电势能与动能的总量不变。思路点拔思路点拔例例3（2011海南卷）

7、如图所示，在绝缘的斜面上海南卷）如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下作用下沿斜面移动。已知金属块在移动的过程中，力沿斜面移动。已知金属块在移动的过程中，力F做功做功32J，金属块克服电场力做功，金属块克服电场力做功8J，金属块克，金属块克服摩擦力做功服摩擦力做功16J，重力势能增加，重力势能增加18J，则在此过，则在此过程中金属块的（程中金属块的（）A、动能减少、动能减少10JB、电势能增加、电势能增加24JC、机械能减少、机械能减少24JD、

8、内能增加、内能增加16JAD例例例例4 4（20112011山东潍坊抽测）如图所示，直角三角形的斜边山东潍坊抽测）如图所示，直角三角形的斜边山东潍坊抽测）如图所示，直角三角形的斜边山东潍坊抽测）如图所示，直角三角形的斜边倾角为倾角为倾角为倾角为3030，底边，底边，底边，底边BCBC长为长为长为长为2L2L，处在水平位置，斜边，处在水平位置，斜边，处在水平位置，斜边，处在水平位置，斜边ACAC是是是是光滑绝缘的，在底边中点光滑绝缘的，在底边中点光滑绝缘的，在底边中点光滑绝缘的，在底边中点OO处放置一正电荷处放置一正电荷处放置一正电荷处放置一正电荷QQ，一个质量，一个质量，一个质量，一个质量为为

9、为为mm，电量为，电量为，电量为，电量为q q的带负电的质点从斜面顶端的带负电的质点从斜面顶端的带负电的质点从斜面顶端的带负电的质点从斜面顶端A A沿斜边滑下，沿斜边滑下，沿斜边滑下，沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足滑到斜边上的垂足滑到斜边上的垂足滑到斜边上的垂足D D时速度为时速度为时速度为时速度为V V。（1 1）在质点的运动中不发生变化的是（）在质点的运动中不发生变化的是（）在质点的运动中不发生变化的是（）在质点的运动中不发生变化的是（）A A动能动能动能动能 B B电势能与重力势能之和电势能与重力势能之和电势能与重力势能之和电势能与重力势能之和 C C动能与重力势能之和动能与重力势能之和动

10、能与重力势能之和动能与重力势能之和 D D动能、电势能、重力势能三者之和。动能、电势能、重力势能三者之和。动能、电势能、重力势能三者之和。动能、电势能、重力势能三者之和。（2 2）质点的运动是（）质点的运动是（）质点的运动是（）质点的运动是（）A A、匀加速运动、匀加速运动、匀加速运动、匀加速运动 B B、匀减速运动、匀减速运动、匀减速运动、匀减速运动 C C、先匀加速后匀减速的运动、先匀加速后匀减速的运动、先匀加速后匀减速的运动、先匀加速后匀减速的运动 D D、加速度随时间变化的运动。、加速度随时间变化的运动。、加速度随时间变化的运动。、加速度随时间变化的运动。（3 3）该质点滑到非常接近斜

11、边底端）该质点滑到非常接近斜边底端）该质点滑到非常接近斜边底端）该质点滑到非常接近斜边底端C C点时速率点时速率点时速率点时速率VcVc为多少为多少为多少为多少？沿斜面下滑到？沿斜面下滑到？沿斜面下滑到？沿斜面下滑到C C点的加速度点的加速度点的加速度点的加速度ac c为多少？为多少？为多少？为多少？ADBOCDDWDC=qUDC 思路点拔思路点拔 守恒定律是自然界中普遍存在的基本规律，守恒定律是自然界中普遍存在的基本规律，它的本质是：物质在发生变化或物体间相互作用它的本质是：物质在发生变化或物体间相互作用的过程中某些物理量的总量保持不变应用守恒的过程中某些物理量的总量保持不变应用守恒定律时，

12、可以不考虑变化或相互作用过程的细节，定律时，可以不考虑变化或相互作用过程的细节，给解题带来极大的方便故在解决问题时，首先给解题带来极大的方便故在解决问题时，首先考虑应用守恒定律，是物理学中一种有效的思维考虑应用守恒定律，是物理学中一种有效的思维方法。方法。我们已学过质量守恒定律、电荷守恒定律、机我们已学过质量守恒定律、电荷守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律等。械能守恒定律、能量守恒定律等。本节我们用守恒思想解决了电场问题，以后将本节我们用守恒思想解决了电场问题，以后将用守恒思想解决电路问题、原子和原子核的内部用守恒思想解决电路问题、原子和原子核的内部结构和运动规律的问题。结构和运动规律的问

13、题。课堂小结课堂小结（20102010天津卷）如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝天津卷）如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝天津卷）如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝天津卷）如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为mm的带的带的带的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F F将小球向下压将小球向下压将小球向下压将小球向下压

14、至某位置静止现撤去至某位置静止现撤去至某位置静止现撤去至某位置静止现撤去F F，小球从静止开始运动到离开弹，小球从静止开始运动到离开弹，小球从静止开始运动到离开弹，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1W1和和和和W2W2，小球离开弹簧时速度为，小球离开弹簧时速度为，小球离开弹簧时速度为，小球离开弹簧时速度为v v，不计空气阻力，则上述过，不计空气阻力，则上述过，不计空气阻力，则上述过，不计空气阻力，则上述过程中程中程中程中()A A小球与弹簧组成的系统机械能守恒小球与弹簧组成的系统机械能守恒小球与弹簧组成的系统机械能守恒小球与弹簧组成的系统机械能守恒B B小球的重力势能增加小球的重力势能增加小球的重力势能增加小球的重力势能增加W1W1C C小球的机械能增加小球的机械能增加小球的机械能增加小球的机械能增加W1W1 mvmv2 2D D小球的电势能减少小球的电势能减少小球的电势能减少小球的电势能减少W2W2 巩固训练巩固训练BD