2010年高考物理經(jīng)典例題講解及詮釋

1、2009年高考物理經(jīng)典題型及其解題基本思路專題輔導(dǎo)（二）專題二 力與運(yùn)動(dòng) 思想方法提煉一、對力的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) 1.關(guān)于力的概念.力是物體對物體的相互作用.這一定義體現(xiàn)了力的物質(zhì)性和相互性.力是矢量. 2.力的效果 （1）力的靜力學(xué)效應(yīng)：力能使物體發(fā)生形變.(2)力的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)： a.瞬時(shí)效應(yīng)：使物體產(chǎn)生加速度F=ma b.時(shí)間積累效應(yīng)：產(chǎn)生沖量I=Ft，使物體的動(dòng)量發(fā)生變化Ft=p c.空間積累效應(yīng)：做功W=Fs，使物體的動(dòng)能發(fā)生變化Ek=W3.物體受力分析的基本方法 （1）確定研究對象（隔離體、整體）. （2）按照次序畫受力圖，先主動(dòng)力、后被動(dòng)力，先場力、后接觸力. （3）只分析性質(zhì)力，不分析效

2、果力，合力與分力不能同時(shí)分析. （4）結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：是靜止還是運(yùn)動(dòng)，是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng).如物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某點(diǎn)所受合外力的方向一定指向軌跡弧線內(nèi)側(cè)的某個(gè)方向.二、中學(xué)物理中常見的幾種力三、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 1.F=0時(shí)，加速度a =0.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) F=恒量:F與v在一條直線上勻變速直線運(yùn)動(dòng) F與v不在一條直線上曲線運(yùn)動(dòng)（如平拋運(yùn)動(dòng)） 2.特殊力:F大小恒定，方向與v始終垂直勻速圓周運(yùn)動(dòng) F=-kx簡諧振動(dòng)四、基本理論與應(yīng)用 解題常用的理論主要有：力的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系研究的是宏觀低速下物體的運(yùn)動(dòng)，如

3、各種交通運(yùn)輸工具、天體的運(yùn)行、帶電物體在電磁場中的運(yùn)動(dòng)等都屬于其研究范疇，是中學(xué)物理的重要內(nèi)容，是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，在高考試題中所占的比重非常大.選擇題、填空題、計(jì)算題等各種類型的試題都有，且常與電場、磁場、動(dòng)量守恒、功能部分等知識(shí)相結(jié)合.感悟 滲透 應(yīng)用一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的習(xí)題通常分為兩大類：一類是已知物體的受力情況，求解其運(yùn)動(dòng)情況；另一類是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求解物體所受的未知力或與力有關(guān)的未知量.在這兩類問題中，加速度a都起著橋梁的作用.而對物體進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過程分析是解決這類問題的突破口和關(guān)鍵.【例1】如圖所示，質(zhì)量M=10kg的木楔靜止于粗糙水平地面

4、上，木楔與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.2，在木楔的傾角為q=30的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程s=1.4m時(shí)，其速度v=1.4m/s.在這個(gè)過程中木楔處于靜止?fàn)顟B(tài).求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s2）.【解析】由于木楔沒有動(dòng)，不能用公式f=mN計(jì)算木楔受到的摩擦力，題中所給出動(dòng)摩擦因數(shù)的已知條件是多余的。首先要判斷物塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2t-v20=2as可得其加速度a=v2/2s=0.7m/s2，由于a gsinq=5m/s2，可知物塊受摩擦力作用，物塊和木楔的受力如圖所示：對物塊，由牛頓第二定律得： mgsin

5、q-f1=ma f1=4.3N mgcosq-N1=0 N1= N對木楔，設(shè)地面對木楔的摩擦力如圖所示，由平衡條件： f=N1sinq-f1cosq=0.61Nf的結(jié)果為正值，說明所設(shè)的方向與圖設(shè)方向相同.【解題回顧】物理習(xí)題的解答，重在對物理規(guī)律的理解和運(yùn)用，忌生拉硬套公式.對兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體，理解物體間相互作用的規(guī)律，正確選取并轉(zhuǎn)移研究對象，是解題的基本能力要求.本題也可以用整體法求解：對物塊沿斜向下的加速度分解為水平方向acosq和豎直方向asinq，其水平方向上的加速度是木楔對木塊作用力的水平分量產(chǎn)生的，根據(jù)力的相互作用規(guī)律，物塊對木楔的水平方向的作用力也是macosq，再根據(jù)木楔

6、靜止的現(xiàn)象，由平衡條件，得地面對木楔的摩擦力一定是macosq=0.61N.【例2】如圖所示，一高度為h0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為30的斜面連接，一小球以v05m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng)。求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間（平面與斜面均光滑，取g10m/s2）。某同學(xué)對此題的解法為：小球沿斜面運(yùn)動(dòng)，則由此可求得落地的時(shí)間t。問：你同意上述解法嗎？若同意，求出所需的時(shí)間；若不同意，則說明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果?！窘馕觥坎煌狻Ｐ∏驊?yīng)在A點(diǎn)離開平面做平拋運(yùn)動(dòng)，而不是沿斜面下滑。正確做法為：落地點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離 斜面底寬 小球離開A點(diǎn)后不會(huì)落到斜面，因此落地時(shí)間即為平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 二、

7、臨界狀態(tài)的求解 臨界狀態(tài)的問題經(jīng)常和最大值、最小值聯(lián)系在一起，它需要在給定的物理情境中求解某些物理量的上限或下限，有時(shí)它與數(shù)學(xué)上的極值問題相類似.但有些問題只能從物理概念、規(guī)律的約束來求解，研究處理這類問題的關(guān)鍵是：（1）要能分析出臨界狀態(tài)的由來.（2）要能抓住處于臨界狀態(tài)時(shí)物體的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征.【例3】如圖所示，在相互垂直的勻強(qiáng)電場、磁場中，有一個(gè)傾角為q且足夠長的光滑絕緣斜面.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平向外，電場強(qiáng)度的方向豎直向上.有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴膲毫η『脼?.若迅速把電場方向改為豎直向下時(shí)，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？【

8、解析】開始電場方向向上時(shí)小球受重力和電場力兩個(gè)力作用，mg=qE，得電場強(qiáng)度E=mg/q. 當(dāng)電場方向向下，小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)小球受力如圖，在離開斜面之前小球垂直于斜面方向的加速度為0.mgcosq+qEcosq=Bqv+N，即2mgcosq=Bqv+N 隨v的變大小球?qū)π泵娴膲毫在變小，當(dāng)增大到某個(gè)值時(shí)壓力為0，超過這個(gè)值后，小球?qū)㈦x開斜面做曲線運(yùn)動(dòng). 沿斜面方向小球受到的合力F=mgsinq+qEsinq=2mgsinq為恒力，所以小球在離開斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)a=F/m=2gsinq.其臨界條件是2mgcosq=Bqv，得即將離開斜面時(shí)的速度v=2mgcosq/Bq. 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v

9、2=2as，得到在斜面上滑行的距離為s=m2gcos2q/(B2q2sinq) 再根據(jù)v=at得運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=v/a=mctanq/Bq.【解題回顧】本題的關(guān)鍵有三點(diǎn)：（1）正確理解各種力的特點(diǎn)，如勻強(qiáng)電場中電場力是恒力，洛倫茲力隨速度而變化，彈力是被動(dòng)力等.（2）分析出小球離開斜面時(shí)臨界狀態(tài)，求出臨界點(diǎn)的速度.（3）掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，判斷出小球在離開斜面前做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).下滑距離的求解也可以用動(dòng)能定理求解，以加強(qiáng)對各種力的理解.【例4】如圖所示，一平直的傳送帶以v=2m/s的速度勻速運(yùn)行，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處.A、B相距L=10m.從A處把工件無初速度地放到傳送帶上，

10、經(jīng)過時(shí)間t=6s傳送到B處，欲用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？【解析】A物體無初速度放上傳送帶以后，物體將在摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)長/tv/2,這表明物體從A到B先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，加速的時(shí)間為t1，相對地面通過的位移為s，則有v=at1，s=at21/2，s+v(t-t1)=L. 數(shù)值代入得a=1m/s2 要使工件從A到B的時(shí)間最短，須使物體始終做勻加速運(yùn)動(dòng)，至B點(diǎn)時(shí)速度為運(yùn)送時(shí)間最短所對應(yīng)的皮帶運(yùn)行的最小速度. 由v2=2aL，v=【解題回顧】對力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的習(xí)題，正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)過程至關(guān)重要.工件在皮帶上的

11、運(yùn)動(dòng)可能是一直做勻加速運(yùn)動(dòng)、也可能是先勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是要判斷這一臨界點(diǎn)是否會(huì)出現(xiàn).在求皮帶運(yùn)行速度的最小值時(shí)，也可以用數(shù)學(xué)方法求解：設(shè)皮帶的速度為v，物體加速的時(shí)間為t1，勻速的時(shí)間為t2，則L=（v/2）t1+vt2，而t1=v/a.t2=t-t1，得t=L/v+v/2a.由于L/v與v/2a的積為常數(shù)，當(dāng)兩者相等時(shí)其積為最大值，得v= 時(shí)t有最小值.由此看出，求物理極值，可以用數(shù)學(xué)方法也可以采用物理方法.但一般而言，用物理方法比較簡明.三、在生產(chǎn)、生活中的運(yùn)用. 高考制度的改革，不僅是考試形式的變化，更是高考內(nèi)容的全面革新，其根本的核心是不僅要讓學(xué)生掌握知識(shí)本身，更要讓學(xué)生知

12、道這些知識(shí)能解決哪些實(shí)際問題，因而新的高考試題十分強(qiáng)調(diào)對知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用的考查.【例5】兩個(gè)人要將質(zhì)量M=1000kg的小車沿一小型鐵軌推上長L=5m，高h(yuǎn)=1m的斜坡頂端，如圖所示.已知車在任何情況下所受的摩擦阻力恒為車重的0.12倍，兩人能發(fā)揮的最大推力各為800N.在不允許使用別的工具的情況下，兩人能否將車剛好推到坡頂？如果能，應(yīng)如何辦？（g取10m/s2 ）【解析】由于推車沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，車所受“阻力”大于兩個(gè)人的推力之和. 即f1=Mgh/L+mMg=3.2103NF=1600N 所以不能從靜止開始直接沿斜面將小車推到坡頂. 但因小車在水平面所受阻力小于兩人的推力之和，即f2=mMg

13、=1200N1600N故可先在水平面上加速推一段距離后再上斜坡.小車在水平面的加速度為 a1=(F-f2)/M=0.4m/s2 在斜坡上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為 a2=(F-f1)/M=-1.6m/s2 設(shè)小車在水平面上運(yùn)行的位移為s到達(dá)斜面底端的速度為v. 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2a1s=v2=-2a2L 解得s=20m.即兩人先在水平面上推20m后，再推上斜坡，則剛好能把小車推到坡頂.【解題回顧】本題的設(shè)問，只有經(jīng)過深入思考，通過對物理情境的變換才能得以解決.由此可知，對聯(lián)系實(shí)際問題應(yīng)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析.不能機(jī)械地套用某種類型.這樣才能切實(shí)有效地提高解題能力.另外，本題屬半開放型試題，即沒有提供

14、具體的方法，需要同學(xué)自己想出辦法，如果題中沒有沿鐵軌這一條件限制，還可以提出其他一些辦法，如在斜面上沿斜線推等.【例6】蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為 60kg 的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面 3.2m 高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面 5.0m 高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為 1.2s。若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（g10m/s2）【解析】將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)量為 m 的質(zhì)點(diǎn)，從 h1 高處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度的大小 （向下）彈跳后到達(dá)的高度為 h2，剛離網(wǎng)時(shí)速度的大小 （向上）速度的改變量 （向上）以 a

15、 表示加速度，t 表示接觸時(shí)間，則接觸過程中運(yùn)動(dòng)員受到向上的彈力 F 和向下的重力 mg。由牛頓第二定律，由以上五式解得，代入數(shù)值得 N四、曲線運(yùn)動(dòng). 當(dāng)物體受到的合力的方向與速度的方向不在一條直線上時(shí)，物體就要做曲線運(yùn)動(dòng).中學(xué)物理能解決的曲線運(yùn)動(dòng)的習(xí)題主要有兩種情形：一種是平拋運(yùn)動(dòng)，一種是圓周運(yùn)動(dòng).平拋運(yùn)動(dòng)的問題重點(diǎn)是掌握力及運(yùn)動(dòng)的合成與分解.圓周運(yùn)動(dòng)的問題重點(diǎn)是向心力的來源和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.【例7】在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.010-3kg，電量q=1.010-10C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy，如圖所示. 現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場強(qiáng)大小為E=2

16、.0106V/m的勻強(qiáng)電場，使小球開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s，所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向，場強(qiáng)大小仍為E=2.0106V/m的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過1.0s所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場.使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)?.求速度為0時(shí)小球的位置.【解析】由牛頓定律可知小球在水平面上的加速度 a=qE/m=0.20m/s2. 當(dāng)場強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)，經(jīng)1.0s小球的速度大小為vx=at=0.201.0=0.20m/s（方向沿x軸方向） 小球沿x軸方向移動(dòng)的距離為x1=at2/2=0.10m. 在第2s內(nèi)，電場方向y軸正方向，x方向不再受力， 所以第2s內(nèi)小球在x方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在y方向做初速度為

17、0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)（類似平拋運(yùn)動(dòng)）沿y方向的距離:y=at2/2=0.10m. 沿x方向的距離:x2=vxt=0.21.0=0.20m. 第2s未在y方向分速度為: vy=at=0.201.0=0.20m/s 由上可知，此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)方向與x軸成45角，要使小球速度變?yōu)?，則在第3s內(nèi)所加電場方向必須與此方向相反，即指向第三象限，與x軸成225角.在第3s內(nèi)，設(shè)在電場作用下小球加速度的x分量和y方向分量分別為ax、ay，則 ax=vx/t=0.2m/s2， ay=vy/t=0.20m/s2； 在第3s未，小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為 x3=x1+x2+vxt-axt2/2=0.40m， y3=y+vyt

18、-ayt2/2=0.20m.【解題回顧】學(xué)好物理要有一定的空間想像力，要分析、想像物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡.作圖可以化抽象為具體，提高解題成功率.本題小球的運(yùn)動(dòng)情景如圖.【例8】如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球P與穿過光滑水平板上小孔O的輕繩相連，用手拉著繩子另一端，使小球在水平板上繞O點(diǎn)做半徑為a、角速度為w的勻速圓周運(yùn)動(dòng).求：（1）此時(shí)繩上的拉力有多大？ （2）若將繩子從此狀態(tài)迅速放松，后又拉直，使小球繞O做半徑為b的勻速圓周運(yùn)動(dòng).從放松到拉直這段過程經(jīng)歷了多長時(shí)間？ （3）小球做半徑為b的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子上的拉力又是多大？【解析】（1）繩子上的拉力提供小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故有：F

19、=mw2a（2）松手后繩子上的拉力消失，小球?qū)乃墒謺r(shí)的位置沿圓周的切線方向，在光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)繩在水平板上長為b時(shí)，繩又被拉緊.在這段勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中小球運(yùn)動(dòng)的距離為s= ，如圖所示故t=s/v=（3）將剛拉緊繩時(shí)的速度分解為沿繩子的分量和垂直于繩子的分量.在繩被拉緊的短暫過程中，球損失了沿繩的分速度，保留著垂直于繩的分速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng).被保留的速度的大小為： v1=va/b=wa2/b. 所以繩子后來的拉力為： F=mv21/b=mw2a4/b3.【解題回顧】此題難在第3問，注意物體運(yùn)動(dòng)過程中的突變點(diǎn)，理解公式F=mv2/R中的v是垂直于半徑、沿切線方向的速度.五、圖

20、像的運(yùn)用【例9】如圖所示，一對平行光滑軌道設(shè)置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=1.0W；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道向下，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示.求桿的質(zhì)量m和加速度a【解析】物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的條件是合外力不變.導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過程中受拉力和安培力兩個(gè)力作用，因安培力隨著速度增加電流變大而變大，所以拉力隨著時(shí)間而變化.設(shè)桿的質(zhì)量為m，加速度為a，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=at，感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv，感應(yīng)電流I=E/R，安培力f=BIL，

21、 由牛頓第二定律F-f=ma， 整理得F=ma+B2L2at/R， 在圖線上取兩點(diǎn)代入后可得a = 10m/s2 m = 0.1kg.練習(xí)題 如圖所示，離子源從某小孔發(fā)射出帶電量q=1.610-10C的正離子(初速度不計(jì))，在加速電壓U= 1000V作用下沿O1O2方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中磁場限制在以O(shè)2為圓心半徑為R0=2.64cm的區(qū)域內(nèi)，磁感強(qiáng)度大小B為0.10T，方向垂直紙面向外，正離子沿偏離O1O2為60角的方向從磁場中射出，打在屏上的P點(diǎn)，計(jì)算：(1)正離子質(zhì)量m(2)正離子通過磁場所需要的時(shí)間t解 由圖可見RR0cot30由、式得1.6710-27(kg)(2)由圖所示，離子飛出磁場，

22、偏轉(zhuǎn)60角，故在磁場中飛2009年高考物理經(jīng)典題型及其解題基本思路專題輔導(dǎo)（三）專題三 動(dòng)量與能量思想方法提煉牛頓運(yùn)動(dòng)定律與動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)通常稱作解決問題的三把金鑰匙.其實(shí)它們是從三個(gè)不同的角度來研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.解決力學(xué)問題時(shí)，選用不同的方法，處理問題的難易、繁簡程度可能有很大差別，但在很多情況下，要三把鑰匙結(jié)合起來使用，就能快速有效地解決問題.一、能量1.概述 能量是狀態(tài)量，不同的狀態(tài)有不同的數(shù)值的能量，能量的變化是通過做功或熱傳遞兩種方式來實(shí)現(xiàn)的，力學(xué)中功是能量轉(zhuǎn)化的量度，熱學(xué)中功和熱量是內(nèi)能變化的量度.高中物理在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理等各分支學(xué)科中涉及到許多形式的能，

23、如動(dòng)能、勢能、電能、內(nèi)能、核能，這些形式的能可以相互轉(zhuǎn)化，并且遵循能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，能量是貫穿于中學(xué)物理教材的一條主線，是分析和解決物理問題的主要依據(jù)。在每年的高考物理試卷中都會(huì)出現(xiàn)考查能量的問題。并時(shí)常發(fā)現(xiàn)“壓軸題”就是能量試題。2.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在各分支學(xué)科中表達(dá)式 (1)W合=Ek包括重力、彈簧彈力、電場力等各種力在內(nèi)的所有外力對物體做的總功，等于物體動(dòng)能的變化。(動(dòng)能定理) (2)WF=E除重力以外有其它外力對物體做功等于物體機(jī)械能的變化。(功能原理) 注：(1)物體的內(nèi)能(所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能的總和)、電勢能不屬于機(jī)械能(2)WF=0時(shí)，機(jī)械能守恒，通過重力做功實(shí)現(xiàn)動(dòng)能

24、和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。(3)WG=-EP重力做正功，重力勢能減小；重力做負(fù)功，重力勢能增加。重力勢能變化只與重力做功有關(guān)，與其他做功情況無關(guān)。 (4)W電=-EP 電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增加。在只有重力、電場力做功的系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)的動(dòng)能、重力勢能、電勢能間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總和保持不變。 注：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的電能，電能再通過電路轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(5)W+Q=E物體內(nèi)能的變化等于物體與外界之間功和熱傳遞的和(熱力學(xué)第一定律)。 (6)mv02/2=h-W 光電子的最大初動(dòng)能等于入射光子的能量和該金屬的逸出功之差。 (7)E=mc2在核反應(yīng)中

25、，發(fā)生質(zhì)量虧損，即有能量釋放出來。(可以以粒子的動(dòng)能、光子等形式向外釋放)動(dòng)量與能量的關(guān)系 1.動(dòng)量與動(dòng)能 動(dòng)量和能量都與物體的某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對應(yīng)，都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).但它們存在明顯的不同：動(dòng)量的大小與速度成正比p=mv；動(dòng)能的大小與速度的平方成正比Ek=mv2/2兩者的關(guān)系：p2=2mEk 動(dòng)量是矢量而動(dòng)能是標(biāo)量.物體的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化；但物體的動(dòng)能一旦發(fā)生變化，則動(dòng)量必發(fā)生變化.2.動(dòng)量定理與動(dòng)能定理 動(dòng)量定理：物體動(dòng)量的變化量等于物體所受合外力的沖量.p=I，沖量I=Ft是力對時(shí)間的積累效應(yīng) 動(dòng)能定理：物體動(dòng)能的變化量等于外力對物體所做的功.Ek=W，功W=Fs是力對

26、空間的積累效應(yīng).3.動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律 動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律所研究的對象都是相互作用的物體系統(tǒng)，(在研究某個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時(shí)，通常不考慮地球的影響)，且研究的都是某一物理過程.動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容是：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變；機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：在只有重力和彈簧彈力做功的情形下，系統(tǒng)機(jī)械能的總量保持不變運(yùn)用動(dòng)量守恒定律值得注意的兩點(diǎn)是：(1)嚴(yán)格符合動(dòng)量守恒條件的系統(tǒng)是難以找到的.如：在空中爆炸或碰撞的物體受重力作用，在地面上碰撞的物體受摩擦力作用，但由于系統(tǒng)間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外界對系統(tǒng)的作用，所以在作用前后的瞬間

27、系統(tǒng)的動(dòng)量可認(rèn)為基本上是守恒的.(2)即使系統(tǒng)所受的外力不為0，但沿某個(gè)方向的合外力為0，則系統(tǒng)沿該方向的動(dòng)量是守恒的. 動(dòng)量守恒定律的適應(yīng)范圍廣，不但適應(yīng)常見物體的碰撞、爆炸等現(xiàn)象，也適應(yīng)天體碰撞、原子的裂變，動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒相結(jié)合的綜合的試題在高考中多次出現(xiàn)，是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容.【例1】如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1與m2，m1m2，由輕質(zhì)彈簧相連接置于水平的氣墊導(dǎo)軌上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊。兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動(dòng).突然輕繩斷開.當(dāng)彈簧伸至本身的自然長度時(shí)，滑塊A的速度正好為0.求：(1)繩斷開到第一次恢復(fù)自然長度的過程中彈簧釋放的彈性

28、勢能Ep；(2)在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，滑塊B是否會(huì)有速度為0的時(shí)刻?試通過定量分析證明你的結(jié)論.【解析】(1)當(dāng)彈簧處壓縮狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能等于兩滑塊的動(dòng)能和彈簧的彈性勢能之和，當(dāng)彈簧伸長到自然長度時(shí)，彈性勢能為0，因這時(shí)滑塊A的速度為0，故系統(tǒng)的機(jī)械能等于滑塊B的動(dòng)能.設(shè)這時(shí)滑塊B的速度為v，則有E=m2v2/2. 因系統(tǒng)所受外力為0，由動(dòng)量守恒定律 (m1+m2)v0=m2v. 解得E=(m1+m2)2v02/(2m2).由于只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 (m1+m2)v02/2+Ep=E. 解得Ep=(m1-m2)(m1+m2)v02/2m2. (2)假設(shè)在以后的運(yùn)動(dòng)中滑塊B可以

29、出現(xiàn)速度為0的時(shí)刻，并設(shè)此時(shí)A的速度為v1，彈簧的彈性勢能為Ep，由機(jī)械能守恒定律得 m1v12/2+Ep=(m1+m2)2v02/2m2.根據(jù)動(dòng)量守恒得(m1+m2)v0=m1v1，求出v1代入上式得: (m1+m2)2v02/2m1+Ep=(m1+m2)2v02/2m2.因?yàn)镋p0，故得: (m1+m2)2v02/2m1(m1+m2)2v02/2m2即m1m2，這與已知條件中m1m2不符.可見在以后的運(yùn)動(dòng)中不可能出現(xiàn)滑塊B的速度為0的情況.【解題回顧】“假設(shè)法”解題的特點(diǎn)是：先對某個(gè)結(jié)論提出可能的假設(shè).再利用已知的規(guī)律知識(shí)對該假設(shè)進(jìn)行剖析，其結(jié)論若符合題意的要求，則原假設(shè)成立.“假設(shè)法”是

30、科學(xué)探索常用的方法之一.在當(dāng)前，高考突出能力考察的形勢下，加強(qiáng)證明題的訓(xùn)練很有必要.【例2】如圖所示，質(zhì)量為m的有孔物體A套在光滑的水平桿上，在A下面用細(xì)繩掛一質(zhì)量為M的物體B，若A固定不動(dòng)，給B一水平?jīng)_量I，B恰能上升到使繩水平的位置.當(dāng)A不固定時(shí)，要使B物體上升到使繩水平的位置，則給它的水平?jīng)_量至少多大?【解析】當(dāng)A固定不動(dòng)時(shí)，B受到?jīng)_量后以A為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒.在水平位置時(shí)B的重力勢能應(yīng)等于其在最低位置時(shí)獲得的動(dòng)能Mgh=Ek=p2/2M=I2/2M.若A不固定，B向上擺動(dòng)時(shí)A也要向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B恰能擺到水平位置時(shí)，它們具有相同的水平速度，把A、B看成一個(gè)系統(tǒng)，此系

31、統(tǒng)除重力外，其他力不做功，機(jī)械能守恒.又在水平方向上系統(tǒng)不受外力作用，所以系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，設(shè)M在最低點(diǎn)得到的速度為v0，到水平位置時(shí)的速度為v. Mv0=(M+m)v. Mv02/2=(M+m)v2/2+Mgh. I=Mv0. I=【解題回顧】此題重要的是在理解A不固定，B恰能上升到使繩水平的位置時(shí)，其豎直方向的分速度為0，只有水平速度這個(gè)臨界點(diǎn).另外B上升時(shí)也不再是做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩的拉力對B做功(請同學(xué)們思考一下，繩的拉力對B做正功還是負(fù)功)，有興趣的同學(xué)還可以分析一下系統(tǒng)以后的運(yùn)動(dòng)情況.【例3】下面是一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)，它顯示：圖中下落的物體A、B經(jīng)反彈后，B能上升到比初始位置高

32、的地方.A是某種材料做成的實(shí)心球，質(zhì)量m1=0.28kg，在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=0.1kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中，其下端與坑底之間有小間隙. 將此裝置從A的下端離地板的高度H=1.25m處由靜止釋放.實(shí)驗(yàn)中，A觸地后在極短的時(shí)間內(nèi)反彈，且其速度大小不變；接著木棍B脫離球A開始上升，而球A恰好停留在地板上，求木棍B上升的高度.重力加速度（g=10m/s2）【解析】根據(jù)題意，A碰地板后，反彈速度的大小等于它下落到地面時(shí)的速度的大小，由機(jī)械能守恒得 (m1+m2)gH=(m1+m2)v2/2，v1= .A剛反彈時(shí)速度向上，立刻與下落的B碰撞，碰前B的速度v2= . 由題意，碰后A速

33、度為0，以v2表示B上升的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒m1v1-m2v2=m2v2. 令h表示B上升的高度，有m2v22/2=m2gh， 由以上各式并代入數(shù)據(jù)得:h=4.05m.【例4】質(zhì)量分別為m1、m2的小球在一直線上做彈性碰撞，它們在碰撞前后的位移時(shí)間圖像如圖所示，若m1=1kg,m2的質(zhì)量等于多少?【解析】從位移時(shí)間圖像上可看出：m1和m2于t=2s時(shí)在位移等于8m處碰撞，碰前m2的速度為0，m1的速度v0=s/t=4m/s 碰撞后，m1的速度v1=-2m/s， m2的速度v2=2m/s，由動(dòng)量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2， m2=3kg.【解題回顧】這是一道有關(guān)圖像應(yīng)用的題型，關(guān)鍵是

34、理解每段圖線所對應(yīng)的兩個(gè)物理量：位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，求出各物體碰撞前后的速度.不要把運(yùn)動(dòng)圖像同運(yùn)動(dòng)軌跡混為一談.【例5】云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為M的靜止的原子核在云室中發(fā)生一次衰變，粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi).現(xiàn)測得粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損.(注：涉及動(dòng)量問題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì))【解析】粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是洛倫茲力，設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)速度為v，由牛頓第二定律得qvB=mv2/R. 衰變過程中，粒子與剩余核發(fā)生相互作用，設(shè)衰變后剩余核的速度為v，衰變過程中動(dòng)量守恒(M-m)v=mv. 粒子與剩余核的動(dòng)能來源

35、于衰變過程中虧損的質(zhì)量，有 mc2=(M-m)v2/2+mv2/2.解得:m=M(qBR)2/2c2m(M-m).【解題回顧】此題知識(shí)跨度大，綜合性強(qiáng)，將基礎(chǔ)理論與現(xiàn)代物理相結(jié)合.考查了圓周運(yùn)動(dòng)、洛倫茲力、動(dòng)量守恒、核裂變、能量守恒等知識(shí).這類題型需注意加強(qiáng).【例6】如圖所示，一輕繩穿過光滑的定滑輪，兩端各拴有一小物塊.它們的質(zhì)量分別為m1、m2，已知m2=3m1，起始時(shí)m1放在地上，m2離地面的高度h=1.0m，繩子處于拉直狀態(tài)，然后放手.設(shè)物塊與地面相碰時(shí)完全沒有彈起(地面為水平沙地)，繩不可伸長，繩中各處拉力均相同，在突然提起物塊時(shí)繩的速度與物塊的速度相同，試求m2所走的全部路程(取3位

36、有效數(shù)字)【解析】因m2m1，放手后m2將下降，直至落地. 由機(jī)械能守恒定律得 m2gh-m1gh=(m1+m2)v2/2. m2與地面碰后靜止，繩松弛，m1以速度v上升至最高點(diǎn)處再下降. 當(dāng)降至h時(shí)繩被繃緊. 根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得:m1v=(m1+m2)v1由于m1通過繩子與m2作用及m2與地面碰撞的過程中都損失了能量，故m2不可能再升到h處，m1也不可能落回地面.設(shè)m2再次達(dá)到的高度為h1，m1則從開始繃緊時(shí)的高度h處下降了h1.由機(jī)械能守恒 (m1+m2)v12/2+m1gh1=m2gh1 由以上3式聯(lián)立可解得 h1=m12h/(m1+m2)2=m1/(m1+m2)2h此后m2又從h1高

37、處落下，類似前面的過程.設(shè)m2第二次達(dá)到的最高點(diǎn)為h2，仿照上一過程可推得 h2=m12h1/(m1+m2)2=m14h/(m1+m2)4=m1/(m1+m2)4h由此類推，得:h3=m16h/(m1+m2)6=m1/(m1+m2)6h 所以通過的總路程 s=h+2h1+2h2+2h3+ 【解題回顧】這是一道難度較大的習(xí)題.除了在數(shù)學(xué)處理方面遇到困難外，主要的原因還是出在對兩個(gè)物塊運(yùn)動(dòng)的情況沒有分析清楚.本題作為動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的一種特例，應(yīng)加強(qiáng)記憶和理解.【例7】如圖所示，金屬桿a從離地h高處由靜止開始沿光滑平行的弧形軌道下滑，軌道的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B，水平軌道上原來

38、放有一金屬桿b，已知a桿的質(zhì)量為ma,且與桿b的質(zhì)量之比為mamb=34，水平軌道足夠長，不計(jì)摩擦，求：(1)a和b的最終速度分別是多大?(2)整個(gè)過程中回路釋放的電能是多少?(3)若已知a、b桿的電阻之比RaRb=34，其余部分的電阻不計(jì)，整個(gè)過程中桿a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少?【解析】(1)a下滑過程中機(jī)械能守恒 magh=mav02/2 a進(jìn)入磁場后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b都受安培力作用，a做減速運(yùn)動(dòng)，b做加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，a、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為0，安培力為0，二者勻速運(yùn)動(dòng).勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為a.b的最終速度，設(shè)為v.由于所組成的系統(tǒng)所受合

39、外力為0，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上兩式解得最終速度 va=vb=v= (2)由能量守恒得知，回路中產(chǎn)生的電能應(yīng)等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失，所以 E=magh-(ma+mb)v2/2=4magh/7(3)由能的守恒與轉(zhuǎn)化定律，回路中產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于回路中釋放的電能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，即Qa+Qb=E.在回路中產(chǎn)生電能的過程中，電流不恒定，但由于Ra與Rb串聯(lián)，通過的電流總是相等的，所以應(yīng)有 所以【例8】連同裝備質(zhì)量M=100kg的宇航員離飛船45m處與飛船相對靜止，他帶有一個(gè)裝有m=0.5kg的氧氣貯筒，其噴嘴可以使氧氣以v=50m/s的速度在極短的時(shí)間內(nèi)相對宇航員自

40、身噴出.他要返回時(shí)，必須向相反的方向釋放氧氣，同時(shí)還要留一部分氧氣供返回途中呼吸.設(shè)他的耗氧率R是2.510-4kg/s，問：要最大限度地節(jié)省氧氣，并安全返回飛船，所用掉的氧氣是多少?【解析】設(shè)噴出氧氣的質(zhì)量為m后，飛船獲得的速度為v，噴氣的過程中滿足動(dòng)量守恒定律，有: 0=(M-m)v+m(-v+v) 得v=mv/M 宇航員即以v勻速靠近飛船，到達(dá)飛船所需的時(shí)間 t=s/v=Ms/mv這段時(shí)間內(nèi)耗氧m=Rt 故其用掉氧氣m+m=2.2510-2/m+m因?yàn)?2.2510-2/m)m=2.510-2為常數(shù)， 所以當(dāng)2.2510-2/m=m，即m=0.15kg時(shí)用掉氧氣最少，共用掉氧氣是m+m=

41、0.3kg.【解題回顧】(1)動(dòng)量守恒定律中的各個(gè)速度應(yīng)統(tǒng)一對應(yīng)于某一慣性參照系，在本題中，飛船沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，不是慣性參照系.但是，在一段很短的圓弧上，可以視飛船做勻速直線運(yùn)動(dòng)，是慣性參照系.(2)此題中氧氣的速度是相對宇航員而不是飛船，因此，列動(dòng)量守恒的表達(dá)式時(shí)，要注意速度的相對性，這里很容易出錯(cuò)誤.(3)要注意數(shù)學(xué)知識(shí)在物理上的運(yùn)用.【例9】質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力（該升力由其它力的合力提供，不含重力）。今測得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時(shí)，它的上升高度為h，求：（1）飛機(jī)受到的升力大?。唬?）從起飛到

42、上升至h高度的過程中升力所作的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能。【解析】飛機(jī)水平速度不變 y方向加速度恒定 消去t即得 由牛頓第二定律 （2）升力做功 在h處 【例10】有三根長度皆為 l1.00m 的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的 O 點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為 m1.00102kg 的帶電小球 A 和 B，它們的電量分別為 一q 和 q，ql.00107C。A、B 之間用第三根線連接起來?？臻g中存在大小為 E1.00106N/C 的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向沿水平向右，平衡時(shí) A、B 球的位置如圖所示?，F(xiàn)將 O、B 之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B 球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置。求最后

43、兩球的機(jī)械能與電勢能的總和與燒斷前相比改變了多少。（不計(jì)兩帶電小球間相互作用的靜電力）【解析】圖1中虛線表示 A、B 球原來的平衡位置，實(shí)線表示燒斷后重新達(dá)到平衡的位置，其中、 分別表示細(xì)線加 OA、AB 與豎直方向的夾角。A 球受力如圖2所示：重力 mg 豎直向下；電場力 qE 水平向左；細(xì)線OA 對 A 的拉力 T1，方向如圖；細(xì)線 AB 對 A 的拉力 T2，方向如圖。由平衡條件 B 球受力如圖3所示：重力 mg 豎直向下；電場力 qE 水平向右；細(xì)線 AB 對 B 的拉力 T2，方向如圖。由平衡條件 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得由此可知，A、B 球重新達(dá)到平衡的位置如圖4所示。與原來位置

44、相比，A 球的重力勢能減少了 B 球的重力勢能減少了A 球的電勢能增加了 B 球的電勢能減少了兩種勢能總和減少了代入數(shù)據(jù)解得 J【例11】一傳送帶裝置示意如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切。現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個(gè)箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)）。已知在一段相當(dāng)長的時(shí)

45、間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N。這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無相對滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的平均抽出功率?！窘馕觥恳缘孛鏋閰⒖枷担ㄏ峦O(shè)傳送帶的運(yùn)動(dòng)速度為v0，在水平段運(yùn)輸?shù)倪^程中，小貨箱先在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)這段路程為s，所用時(shí)間為t，加速度為a，則對小箱有s1/2at2 v0at 在這段時(shí)間內(nèi)，傳送帶運(yùn)動(dòng)的路程為s0v0t 由以上可得s02s 用f表示小箱與傳送帶之間的滑動(dòng)摩擦力，則傳送帶對小箱做功為Afs1/2mv02 傳送帶克服小箱對它的摩擦力做功A0fs021/2mv02 兩者之差就是克服摩擦力做功發(fā)出的熱量Q1/2mv02 可見，在小箱加速運(yùn)動(dòng)過程中

46、，小箱獲得的動(dòng)能與發(fā)熱量相等。T時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出的功為WT 此功用于增加小箱的動(dòng)能、勢能以及克服摩擦力發(fā)熱，即W1/2Nmv02NmghNQ 已知相鄰兩小箱的距離為L，所以v0TNL 聯(lián)立，得gh2009年高考物理經(jīng)典題型及其解題基本思路專題輔導(dǎo)（四）專題四 帶電粒子在場中的運(yùn)動(dòng)思想方法提煉帶電粒子在某種場(重力場、電場、磁場或復(fù)合場)中的運(yùn)動(dòng)問題，本質(zhì)還是物體的動(dòng)力學(xué)問題 電場力、磁場力、重力的性質(zhì)和特點(diǎn)：勻強(qiáng)場中重力和電場力均為恒力，可能做功；洛倫茲力總不做功；電場力和磁場力都與電荷正負(fù)、場的方向有關(guān)，磁場力還受粒子的速度影響，反過來影響粒子的速度變化.一、安培力 1.安培力：通電導(dǎo)線在

47、磁場中受到的作用力叫安培力. 【說明】磁場對通電導(dǎo)線中定向移動(dòng)的電荷有力的作用，磁場對這些定向移動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力.2.安培力的計(jì)算公式：F=BILsinq；通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，即q = 900，此時(shí)安培力有最大值；通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，即q=00，此時(shí)安培力有最小值，F(xiàn)min=0N；0q90時(shí)，安培力F介于0和最大值之間.3.安培力公式的適用條件； 一般只適用于勻強(qiáng)磁場；導(dǎo)線垂直于磁場； L為導(dǎo)線的有效長度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端；如圖所示，幾種有效長度；安培力的作用點(diǎn)為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心； 根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體

48、對通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力. 【說明】安培力的計(jì)算只限于導(dǎo)線與B垂直和平行的兩種情況.二、左手定則 1.通電導(dǎo)線所受的安培力方向和磁場B的方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來判定. 2.用左手定則判定安培力方向的方法：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向.3.安培力F的方向既與磁場方向垂直，又與通電導(dǎo)線方向垂直，即F總是垂直于磁場與導(dǎo)線所決定的平面.但B與I的方向不一定垂直. 4.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的

49、關(guān)系 已知I、B的方向，可惟一確定F的方向； 已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向； 已知F、I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定.三、洛倫茲力：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力. 1.洛倫茲力的公式：F=qvBsinq； 2.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向互相平行時(shí)，F(xiàn)=0； 3.當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向互相垂直時(shí)，F(xiàn)=qvB; 4.只有運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0；四、洛倫茲力的方向 1.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受力方向可用左手定則來判定； 2.洛倫茲力f的方向既垂直于磁場B的方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向，

50、即f總是垂直于B和v所在的平面. 3.使用左手定則判定洛倫茲力方向時(shí)，若粒子帶正電時(shí)，四個(gè)手指的指向與正電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同.若粒子帶負(fù)電時(shí)，四個(gè)手指的指向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反. 4.安培力的本質(zhì)是磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn).五、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng) 1.不計(jì)重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)可分三種情況：一是勻速直線運(yùn)動(dòng)；二是勻速圓周運(yùn)動(dòng)；三是螺旋運(yùn)動(dòng).從運(yùn)動(dòng)形式可分為：勻速直線運(yùn)動(dòng)和變加速曲線運(yùn)動(dòng). 2.如果不計(jì)重力的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌鲋胁皇苈鍌惼澚Φ淖饔?3.如果不計(jì)重力的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直時(shí)，帶電粒子

51、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌鲋惺艿降穆鍌惼澚κ冀K與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，只改變其運(yùn)動(dòng)方向，不改變其速度大小. 4.不計(jì)重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r=mv/Bq;其運(yùn)動(dòng)周期T=2pm/Bq(與速度大小無關(guān)). 5.不計(jì)重力的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)都做曲線運(yùn)動(dòng)，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，在電場中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))；垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則做變加速曲線運(yùn)動(dòng)(勻速圓周運(yùn)動(dòng))6.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做不完整圓周運(yùn)動(dòng)的解題思路： (1)用幾何知識(shí)確定圓心并求半徑. 因?yàn)镕方向指向圓心，根據(jù)F一定垂直v，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(大

52、多是射入點(diǎn)和出射點(diǎn))的F或半徑方向，其延長線的交點(diǎn)即為圓心，再用幾何知識(shí)求其半徑與弦長的關(guān)系. (2)確定軌跡所對的圓心角，求運(yùn)動(dòng)時(shí)間. 先利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360(或2p)計(jì)算出圓心角q的大小，再由公式t=qT/3600(或qT/2 p)可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間.六、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的基本分析 1.這里所說的復(fù)合場是指電場、磁場、重力場并存，或其中某兩種場并存的場.帶電粒子在這些復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須同時(shí)考慮電場力、洛倫茲力和重力的作用或其中某兩種力的作用，因此對粒子的運(yùn)動(dòng)形式的分析就顯得極為重要. 2.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0時(shí)，粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜

53、止.3.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)，粒子將做變速直線運(yùn)動(dòng). 4.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí)，粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng). 5.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的，則粒子將做變加速運(yùn)動(dòng)，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理.七、電場力和洛倫茲力的比較 1.在電場中的電荷，不管其運(yùn)動(dòng)與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運(yùn)動(dòng)著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用. 2.電場力的大小F=Eq,與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小f=Bqvsina，與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān). 3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直.4.電場既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度大小. 5.電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能. 6.勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動(dòng)的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧.八、對于重力的考慮 重力考慮與否分三種情況.(1)對于微觀粒子，如電