人教版必修第三第九章專題強(qiáng)化-靜電力作用下的平衡課件

專題強(qiáng)化靜電力作用下的平衡第九章

靜電場及其應(yīng)用專題強(qiáng)化靜電力作用下的平衡第九章靜電場及其應(yīng)用1.學(xué)會(huì)分析帶電體的受力情況.2.學(xué)會(huì)分析同一直線上自由電荷的平衡和非共線力作用下帶電體

的平衡問題．學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)分析帶電體的受力情況.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、同一直線上自由電荷的平衡重點(diǎn)探究圖1例1

如圖1所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩點(diǎn)電荷A、B，相距L，問：答案見解析(1)若A、B固定，在何處放置點(diǎn)電荷C，才能使C處于平衡狀態(tài)？一、同一直線上自由電荷的平衡重點(diǎn)探究圖1例1如圖1所示，帶解析由平衡條件，對(duì)C進(jìn)行受力分析，C應(yīng)在AB的連線上且在A、B之間，解析由平衡條件，對(duì)C進(jìn)行受力分析，C應(yīng)在AB的連線上且在A(2)在(1)中的情形下，C的電荷量大小和電性對(duì)C的平衡有影響嗎？答案見解析解析在A、B間距離A為

處，不論C為正電荷還是負(fù)電荷，A、B對(duì)其作用力的合力均為零，故C的電荷量大小和電性對(duì)其平衡無影響．(2)在(1)中的情形下，C的電荷量大小和電性對(duì)C的平衡有影(3)若A、B不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷C，才可以使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)？電荷量是多少？答案見解析(3)若A、B不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷C，才可以解析若將C放在A、B電荷兩邊，A、B對(duì)C同為向左(或向右)的力，C都不能平衡；若將C放在A、B之間，C為正電荷，則A、B都不能平衡，所以C為負(fù)電荷．設(shè)放置的點(diǎn)電荷C的電荷量大小為Q，與A相距r1，分別對(duì)A、B受力分析，解析若將C放在A、B電荷兩邊，A、B對(duì)C同為向左(或向右)即應(yīng)在AB連線上且在A的右邊，即應(yīng)在AB連線上且在A的右邊，總結(jié)提升共線的三個(gè)自由電荷的平衡問題有關(guān)特點(diǎn)1.三個(gè)自由電荷的平衡規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．總結(jié)提升共線的三個(gè)自由電荷的平衡問題有關(guān)特點(diǎn)2.只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平衡條件對(duì)其中的任意兩個(gè)電荷列式即可．注意：在三個(gè)共線點(diǎn)電荷的平衡問題中，若僅讓其中一個(gè)電荷平衡，則只需要確定其位置即可，對(duì)其電性和所帶電荷量沒有要求．2.只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平探究式教學(xué)[解析]由GMmR2＝mg得M＝gR2G.(2)特點(diǎn)：一般情況下，物體間的相互作用力(內(nèi)力)較大，因此系統(tǒng)動(dòng)量往往有以下幾種情況：①動(dòng)量守恒；②動(dòng)量近似守恒；③某一方向動(dòng)量守恒．一、引入新課4．注意事項(xiàng)2．半衰期(2)比結(jié)合能施教之功，貴在引導(dǎo)，重在轉(zhuǎn)化，妙在開竅。因此，我在教法上采用啟發(fā)式探究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)探究法、直觀教學(xué)法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究法、歸納法、觀察法，來培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、探究能力、以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過實(shí)際問題的解決過程，尋找教與學(xué)的切入點(diǎn)，把方法的獲得、能力的提高融入到獲取知識(shí)的過程中。[師]這就是速度、路程和時(shí)間的關(guān)系式．即速度的公式．（三）近視眼的成因和矯正（對(duì)比探究）[生]它們運(yùn)動(dòng)的路線都是直的．3、教學(xué)重難點(diǎn)光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的．針對(duì)訓(xùn)練1

如圖2所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)．(1)若q2為負(fù)電荷，則q1為________電荷，q3為________電荷；圖2正正探究式教學(xué)針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，q1、q2、q3分別表示在解析假設(shè)q1、q3均為負(fù)電荷，則雖然q2可以平衡，但q1(或q3)所受的兩個(gè)庫侖力均為斥力，方向相同，故而不能平衡．假設(shè)q1、q3均為正電荷，則每個(gè)點(diǎn)電荷所受的兩個(gè)庫侖力均方向相反，可能平衡．因此，q1、q3均為正電荷，即在這種情況下，q1、q3必須是同種電荷跟q2是異種電荷．解析假設(shè)q1、q3均為負(fù)電荷，則雖然q2可以平衡，但q1((2)q1、q2、q3的電荷量大小之比是___________________．解析q1受q2水平向右的庫侖引力作用和q3水平向左的庫侖斥力作用．(2)q1、q2、q3的電荷量大小之比是__________二、非共線力作用下帶電體的平衡分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問題時(shí)，方法仍然與力學(xué)中分析物體的平衡方法一樣，具體步驟如下：(1)確定研究對(duì)象：如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”．(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，此時(shí)多了靜電力(F＝

)．(3)根據(jù)F合＝0列方程，若采用正交分解，則有Fx＝0，F(xiàn)y＝0.(4)求解方程．二、非共線力作用下帶電體的平衡分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問例2

如圖3所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為30g，則B帶電荷量是多少？(取g＝10m/s2，小球A、B視為點(diǎn)電荷，k＝9.0×109N·m2/C2)答案1.0×10－6C圖3例2如圖3所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在解析因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，設(shè)A、B之間的水平距離為L.設(shè)A、B所帶電荷量均為q，對(duì)B進(jìn)行受力分析如圖所示，依據(jù)物體平衡條件，解析因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高＝1.0×10－6C.＝1.0×10－6C.例3

如圖4所示，在真空中的絕緣水平面上，兩相距為2L的固定的同種點(diǎn)電荷A、B帶電荷量均為＋Q，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，OP為兩電荷連線的中垂線，在中垂線上的a點(diǎn)放有一帶電荷量也為＋Q的可看成點(diǎn)電荷的小球，小球在大小為F＝

(k為靜電力常量)的水平恒力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知力F和OP間夾角θ＝60°，O、a間距離為L，則小球所受的摩擦力大小是圖4√例3如圖4所示，在真空中的絕緣水平面上，兩相距為2L的固定方向由a指向P，由平衡條件可知小球所受的摩擦力大小應(yīng)等于小球所受靜電力與F的合力大小，方向由a指向P，由平衡條件可知小球所受的摩擦力大小應(yīng)等于小球針對(duì)訓(xùn)練2

(2019·湖州市期中)如圖5所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q>0)的小球A(可看作質(zhì)點(diǎn))用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，細(xì)線長為l.當(dāng)將電荷量為－q的點(diǎn)電荷B置于空間某位置時(shí)，小球A靜止，懸線與豎直方向的夾角θ＝30°，A、B連線與豎直方向的夾角恰好也為30°，重力加速度為g，靜電力常量為k，則A、B之間的距離為圖5√針對(duì)訓(xùn)練2(2019·湖州市期中)如圖5所示，質(zhì)量為m、帶解析對(duì)小球A受力分析，受豎直向下的重力，B對(duì)A斜向左上的靜電力，受斜向右上的細(xì)線的拉力，由題意知小球A靜止，則小球受力平衡，設(shè)此時(shí)點(diǎn)電荷B與小球A間的距離為r，解析對(duì)小球A受力分析，受豎直向下的重力，B對(duì)A斜向左上的靜1.(同一直線上自由電荷的平衡)(多選)如圖6所示，光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電小球a、b、c(可視為點(diǎn)電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是A.a對(duì)b的靜電力一定是引力B.a對(duì)b的靜電力可能是斥力C.a的電荷量可能比b的少D.a的電荷量一定比b的多123隨堂演練√圖6√41.(同一直線上自由電荷的平衡)(多選)如圖6所示，光滑絕緣解析根據(jù)靜電力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾異”的結(jié)論，故A正確，B錯(cuò)誤；由平衡條件來確定各電荷量的大小關(guān)系，因此在電荷量大小上一定為“兩大夾小”，故D正確，C錯(cuò)誤．1234解析根據(jù)靜電力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾異”的結(jié)(1)動(dòng)量守恒，即p1＋p2＝p′1＋p′2.俗話說“良好的開端是成功的一半”，所以我計(jì)劃創(chuàng)設(shè)兩種情景來調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。情景一、請(qǐng)大家閉上眼睛，問剛才老師在干什么？情景二、請(qǐng)戴眼鏡的同學(xué)取下眼鏡，告訴大家他的感受。根據(jù)情景請(qǐng)同學(xué)們提出一個(gè)與眼睛有關(guān)的問題。根據(jù)學(xué)生提出的問題，選擇“眼睛怎樣看件物體？眼睛是怎樣近視的？怎樣矯正？”等問題作為今天的主題，其它問題給以鼓勵(lì)。通過以上活動(dòng)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，而且提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為順利完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。③普朗克常量：圖線的斜率k＝h(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．(2)動(dòng)能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或p212m1＋p222m2≥p′212m1＋p′222m2.在光的干涉、衍射中，要注意光的波長，像雙縫干涉中，通常是指光在真空(空氣)中的波長，若裝置處于其他介質(zhì)中，就應(yīng)取光在介質(zhì)中的波長．又如薄膜干涉、增透膜等，也應(yīng)為在這種介質(zhì)中的波長．考點(diǎn)三原子核的衰變半衰期13．(8分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．動(dòng)量守恒定律的不同表達(dá)形式2．反沖3、小結(jié)并板書4、隨著深度的增大，液體的壓強(qiáng)增大；2.(同一直線上自由電荷的平衡)如圖7所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C，分別固定于相距20cm的a、b兩點(diǎn)，有一個(gè)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力)放在a、b所在直線上且靜止不動(dòng)，則該點(diǎn)電荷所處的位置是A.在a點(diǎn)左側(cè)40cm處

B.在a點(diǎn)右側(cè)8cm處C.在b點(diǎn)右側(cè)20cm處

D.無法確定123√圖74(1)動(dòng)量守恒，即p1＋p2＝p′1＋p′2.2.(同一直線解析根據(jù)平衡條件，該點(diǎn)電荷應(yīng)在a點(diǎn)的左側(cè)，設(shè)距a點(diǎn)的距離為x，123將數(shù)據(jù)代入，解得x＝40cm，故選項(xiàng)A正確．4解析根據(jù)平衡條件，該點(diǎn)電荷應(yīng)在a點(diǎn)的左側(cè)，設(shè)距a點(diǎn)的距離為3.(非共線力作用下帶電體的平衡)(2020·長沙一中、湖南師大附中期中)如圖8所示，用絕緣細(xì)線懸掛兩個(gè)大小相同的小球(可看作質(zhì)點(diǎn))，它們帶有同種電荷，質(zhì)量分別為m1和m2，帶電荷量分別為q1和q2，因靜電力而使兩懸線張開，分別與豎直方向成夾角α1和α2，且兩球靜止時(shí)處在同一水平線上，若α1＝α2，則下述結(jié)論正確的是A.q1一定等于q2B.一定滿足

＝C.m1一定等于m2D.必然同時(shí)滿足q1＝q2，m1＝m2123圖8√43.(非共線力作用下帶電體的平衡)(2020·長沙一中、湖南解析題中兩球所帶電荷量可能不同，也可能相同，但兩球所受的靜電力大小相同，方向相反；123由于它們與豎直方向所成的角度相等，且兩球同處一水平線上，由tanα1＝tanα2得，m1等于m2，故C正確.4解析題中兩球所帶電荷量可能不同，也可能相同，但兩球所受的靜4.(非共線力作用下帶電體的平衡)電荷量為4×10－6C的小球絕緣固定在A點(diǎn)，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為－5×10－6C的小球用絕緣細(xì)線懸掛，靜止于B點(diǎn).A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°.靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點(diǎn)電荷.下列圖示正確的是√A對(duì)B作用力大小與B的重力大小相等，所以FAB與G的合力與豎直方向的夾角為60°，故B正確.12344.(非共線力作用下帶電體的平衡)電荷量為4×10－6C的1.如圖1所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸掛于P點(diǎn)，另一帶正電小球M固定在帶電小球的左側(cè)，小球平衡時(shí)，絕緣絲線與豎直方向夾角為θ，且兩球球心在同一水平線上.關(guān)于懸掛小球的電性和所受庫侖力的大小，下列判斷正確的是(重力加速度為g)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練12345678圖1√1.如圖1所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸掛于P點(diǎn)，另一解析以懸掛小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)懸掛小球進(jìn)行受力分析，如圖所示，12345678根據(jù)小球處于平衡狀態(tài)可知，在水平方向有F＝FTsinθ，在豎直方向有FTcosθ＝mg，解得F＝mgtanθ，則小球所受庫侖力大小為mgtanθ；由于懸掛小球受到正電荷的斥力，所以懸掛小球也帶正電，故選項(xiàng)B正確.解析以懸掛小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)懸掛小球進(jìn)行受力分析，如圖所示2.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖2所示.A處電荷帶正電，所帶電荷量為Q1，B處電荷帶負(fù)電，所帶電荷量為Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷M放在A、B兩點(diǎn)所在的直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則A.M為負(fù)電荷，且放于A的左側(cè)B.M為負(fù)電荷，且放于B的右側(cè)C.M為正電荷，且放于A、B之間D.M為正電荷，且放于B的右側(cè)12345678√圖22.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖2所示.A解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大”，可知點(diǎn)電荷M應(yīng)為負(fù)電荷且放于A的左側(cè)，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤.12345678解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾3.相距為L的點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為＋4q和－q，如圖3所示，現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量和放置的位置是A.－q，在A左側(cè)距A為L處B.－2q，在A左側(cè)距A為

處C.＋4q，在B右側(cè)距B為L處D.＋2q，在B右側(cè)距B為

處12345678√圖33.相距為L的點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為＋4q和－q，如圖32．能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決簡單的實(shí)際問題．具有初步的分析問題，解決問題的能力．學(xué)生自己閱讀課文回答“什么是近視眼？近視眼的成因是什么？”教師也可以提示學(xué)生注意觀察身邊的近視眼患者的眼球有向外凸、眼底向內(nèi)凹的趨勢(shì)。從而提出問題：遠(yuǎn)處物體射來的光經(jīng)過近視眼成一個(gè)什么樣的像？學(xué)生猜想，進(jìn)行下面的環(huán)節(jié)。1．電磁波的發(fā)射3．半衰期α衰變：AZX→A－4Z－2Y＋42He一、電磁波的產(chǎn)生第三節(jié)原子與原子核（三）近視眼的成因和矯正（對(duì)比探究）近視眼的成因和矯正與學(xué)生的生活密切相關(guān)，同時(shí)也是本節(jié)課的重難點(diǎn)，應(yīng)用到的物理知識(shí)也比較多，所以采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究法、觀察法、歸納法，使學(xué)生經(jīng)歷、領(lǐng)會(huì)近視眼的成因和矯正，體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的發(fā)展理念。具體我是這樣設(shè)計(jì)的：考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間．教學(xué)過程2．利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大”，可知C必須帶正電，在B的右側(cè).12345678設(shè)C所在位置與B的距離為r，則C所在位置與A的距離為L＋r，C要能處于平衡狀態(tài)，則A對(duì)C的靜電力大小等于B對(duì)C的靜電力大小，設(shè)C的電荷量大小為Q，解得：Q＝4q，即C帶正電，電荷量為4q，在B的右側(cè)距B為L處，選項(xiàng)C正確.2．能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決簡單的實(shí)際問題．具有初步的分析問題，解4.(多選)如圖4所示，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2的兩小球，分別用絕緣輕絲線懸掛起來，兩絲線與豎直方向的夾角分別為α和β(α＞β)，兩小球恰在同一水平線上，那么A.兩球一定帶異種電荷B.q1一定大于q2C.m1一定小于m2D.m1所受的靜電力一定大于m2所受的靜電力12345678√√圖44.(多選)如圖4所示，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q解析由于兩帶電小球相互吸引，所以一定帶異種電荷，選項(xiàng)A正確.根據(jù)牛頓第三定律可知，兩小球受到的靜電力大小相等，無法判斷電荷量的大小，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.12345678設(shè)輕絲線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)平衡條件可得兩球之間的靜電力F＝mgtanθ，α>β，故m1g＜m2g，即m1＜m2，選項(xiàng)C正確.解析由于兩帶電小球相互吸引，所以一定帶異種電荷，選項(xiàng)A正確5.如圖5甲所示，光滑絕緣水平面上固定金屬小球A，用原長為L0的絕緣彈簧將A與另一個(gè)金屬小球B連接，讓它們帶上等量同種電荷，彈簧伸長量為x1，若兩球電荷量各漏掉一半，彈簧伸長量變?yōu)閤2，如圖乙所示，則有12345678能力綜合練圖5√5.如圖5甲所示，光滑絕緣水平面上固定金屬小球A，用原長為L解析兩小球間的庫侖力等于彈簧的彈力，兩球電荷量各漏掉一半，若不考慮兩球距離的變化對(duì)庫侖力的影響，庫侖力減為原來的

，則x2＝

x1，12345678但實(shí)際是兩球距離減小后庫侖力會(huì)增大，此時(shí)彈簧的伸長量x2＞

x1，選項(xiàng)C正確.解析兩小球間的庫侖力等于彈簧的彈力，兩球電荷量各漏掉一半，6.如圖6所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，帶電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上.其中O點(diǎn)與小球A間的距離為l，O點(diǎn)與小球B間的距離為

l.當(dāng)小球A平衡時(shí)，懸線與豎直方向夾角θ＝30°.帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷.靜電力常量為k，重力加速度為g，則12345678圖6√6.如圖6所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸解析帶電小球A受力如圖所示，由幾何知識(shí)得OC＝

l，即C點(diǎn)為OB中點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性AB＝l.12345678解析帶電小球A受力如圖所示，由幾何知識(shí)得OC＝7.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個(gè)相同的金屬小球，小球A、B、C位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，小球D位于三角形的中心，如圖7所示.現(xiàn)讓小球A、B、C帶等量的正電荷Q，讓小球D帶負(fù)電荷q，使四個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則Q與q的比值為12345678圖7√7.在光滑絕緣的水平地面上放置著四個(gè)相同的金屬小球，小球A、解析設(shè)三角形邊長為L，即AB、AC距離為L，則AD距離為

L.12345678解析設(shè)三角形邊長為L，即AB、AC距離為L，則AD距離為12345678123456788.如圖8所示，把質(zhì)量為0.2g的帶電小球A用絕緣絲線吊起，若將帶電荷量為＋4×10－8C的小球B靠近它，兩小球在同一高度且相距3cm時(shí)

，小球A平衡，絲線與豎直方向夾角為45°.g取10m/s2，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，小球A、B可視為點(diǎn)電荷，則：(1)此時(shí)小球B受到的靜電力的大小為多少？12345678圖8答案2×10－3N8.如圖8所示，把質(zhì)量為0.2g的帶電小球A用絕緣絲線吊起解析根據(jù)題給條件，可知小球A處于平衡狀態(tài)，分析小球A受力情況如圖所示.12345678則F＝mgtan45°＝0.2×10－3×10×1N＝2×10－3N.小球B受到的靜電力與小球A受到的靜電力是一對(duì)作用力和反作用力，所以小球B受到的靜電力大小為2×10－3N.解析根據(jù)題給條件，可知小球A處于平衡狀態(tài)，分析小球A受力情(2)小球A帶何種電荷？12345678答案負(fù)電荷解析小球A與小球B相互吸引，小球B帶正電荷，故小球A帶負(fù)電荷.(2)小球A帶何種電荷？12345678答案負(fù)電荷解析小(3)小球A所帶電荷量大小是多少？12345678答案5×10－9C(3)小球A所帶電荷量大小是多少？12345678答案5×本課結(jié)束本課結(jié)束專題強(qiáng)化靜電力作用下的平衡第九章

靜電場及其應(yīng)用專題強(qiáng)化靜電力作用下的平衡第九章靜電場及其應(yīng)用1.學(xué)會(huì)分析帶電體的受力情況.2.學(xué)會(huì)分析同一直線上自由電荷的平衡和非共線力作用下帶電體

的平衡問題．學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)分析帶電體的受力情況.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、同一直線上自由電荷的平衡重點(diǎn)探究圖1例1

如圖1所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩點(diǎn)電荷A、B，相距L，問：答案見解析(1)若A、B固定，在何處放置點(diǎn)電荷C，才能使C處于平衡狀態(tài)？一、同一直線上自由電荷的平衡重點(diǎn)探究圖1例1如圖1所示，帶解析由平衡條件，對(duì)C進(jìn)行受力分析，C應(yīng)在AB的連線上且在A、B之間，解析由平衡條件，對(duì)C進(jìn)行受力分析，C應(yīng)在AB的連線上且在A(2)在(1)中的情形下，C的電荷量大小和電性對(duì)C的平衡有影響嗎？答案見解析解析在A、B間距離A為

處，不論C為正電荷還是負(fù)電荷，A、B對(duì)其作用力的合力均為零，故C的電荷量大小和電性對(duì)其平衡無影響．(2)在(1)中的情形下，C的電荷量大小和電性對(duì)C的平衡有影(3)若A、B不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷C，才可以使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)？電荷量是多少？答案見解析(3)若A、B不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷C，才可以解析若將C放在A、B電荷兩邊，A、B對(duì)C同為向左(或向右)的力，C都不能平衡；若將C放在A、B之間，C為正電荷，則A、B都不能平衡，所以C為負(fù)電荷．設(shè)放置的點(diǎn)電荷C的電荷量大小為Q，與A相距r1，分別對(duì)A、B受力分析，解析若將C放在A、B電荷兩邊，A、B對(duì)C同為向左(或向右)即應(yīng)在AB連線上且在A的右邊，即應(yīng)在AB連線上且在A的右邊，總結(jié)提升共線的三個(gè)自由電荷的平衡問題有關(guān)特點(diǎn)1.三個(gè)自由電荷的平衡規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．總結(jié)提升共線的三個(gè)自由電荷的平衡問題有關(guān)特點(diǎn)2.只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平衡條件對(duì)其中的任意兩個(gè)電荷列式即可．注意：在三個(gè)共線點(diǎn)電荷的平衡問題中，若僅讓其中一個(gè)電荷平衡，則只需要確定其位置即可，對(duì)其電性和所帶電荷量沒有要求．2.只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平探究式教學(xué)[解析]由GMmR2＝mg得M＝gR2G.(2)特點(diǎn)：一般情況下，物體間的相互作用力(內(nèi)力)較大，因此系統(tǒng)動(dòng)量往往有以下幾種情況：①動(dòng)量守恒；②動(dòng)量近似守恒；③某一方向動(dòng)量守恒．一、引入新課4．注意事項(xiàng)2．半衰期(2)比結(jié)合能施教之功，貴在引導(dǎo)，重在轉(zhuǎn)化，妙在開竅。因此，我在教法上采用啟發(fā)式探究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)探究法、直觀教學(xué)法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究法、歸納法、觀察法，來培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、探究能力、以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過實(shí)際問題的解決過程，尋找教與學(xué)的切入點(diǎn)，把方法的獲得、能力的提高融入到獲取知識(shí)的過程中。[師]這就是速度、路程和時(shí)間的關(guān)系式．即速度的公式．（三）近視眼的成因和矯正（對(duì)比探究）[生]它們運(yùn)動(dòng)的路線都是直的．3、教學(xué)重難點(diǎn)光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的．針對(duì)訓(xùn)練1

如圖2所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)．(1)若q2為負(fù)電荷，則q1為________電荷，q3為________電荷；圖2正正探究式教學(xué)針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，q1、q2、q3分別表示在解析假設(shè)q1、q3均為負(fù)電荷，則雖然q2可以平衡，但q1(或q3)所受的兩個(gè)庫侖力均為斥力，方向相同，故而不能平衡．假設(shè)q1、q3均為正電荷，則每個(gè)點(diǎn)電荷所受的兩個(gè)庫侖力均方向相反，可能平衡．因此，q1、q3均為正電荷，即在這種情況下，q1、q3必須是同種電荷跟q2是異種電荷．解析假設(shè)q1、q3均為負(fù)電荷，則雖然q2可以平衡，但q1((2)q1、q2、q3的電荷量大小之比是___________________．解析q1受q2水平向右的庫侖引力作用和q3水平向左的庫侖斥力作用．(2)q1、q2、q3的電荷量大小之比是__________二、非共線力作用下帶電體的平衡分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問題時(shí)，方法仍然與力學(xué)中分析物體的平衡方法一樣，具體步驟如下：(1)確定研究對(duì)象：如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”．(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，此時(shí)多了靜電力(F＝

)．(3)根據(jù)F合＝0列方程，若采用正交分解，則有Fx＝0，F(xiàn)y＝0.(4)求解方程．二、非共線力作用下帶電體的平衡分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問例2

如圖3所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為30g，則B帶電荷量是多少？(取g＝10m/s2，小球A、B視為點(diǎn)電荷，k＝9.0×109N·m2/C2)答案1.0×10－6C圖3例2如圖3所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在解析因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，設(shè)A、B之間的水平距離為L.設(shè)A、B所帶電荷量均為q，對(duì)B進(jìn)行受力分析如圖所示，依據(jù)物體平衡條件，解析因?yàn)锽靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高＝1.0×10－6C.＝1.0×10－6C.例3

如圖4所示，在真空中的絕緣水平面上，兩相距為2L的固定的同種點(diǎn)電荷A、B帶電荷量均為＋Q，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，OP為兩電荷連線的中垂線，在中垂線上的a點(diǎn)放有一帶電荷量也為＋Q的可看成點(diǎn)電荷的小球，小球在大小為F＝

(k為靜電力常量)的水平恒力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知力F和OP間夾角θ＝60°，O、a間距離為L，則小球所受的摩擦力大小是圖4√例3如圖4所示，在真空中的絕緣水平面上，兩相距為2L的固定方向由a指向P，由平衡條件可知小球所受的摩擦力大小應(yīng)等于小球所受靜電力與F的合力大小，方向由a指向P，由平衡條件可知小球所受的摩擦力大小應(yīng)等于小球針對(duì)訓(xùn)練2

(2019·湖州市期中)如圖5所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q>0)的小球A(可看作質(zhì)點(diǎn))用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，細(xì)線長為l.當(dāng)將電荷量為－q的點(diǎn)電荷B置于空間某位置時(shí)，小球A靜止，懸線與豎直方向的夾角θ＝30°，A、B連線與豎直方向的夾角恰好也為30°，重力加速度為g，靜電力常量為k，則A、B之間的距離為圖5√針對(duì)訓(xùn)練2(2019·湖州市期中)如圖5所示，質(zhì)量為m、帶解析對(duì)小球A受力分析，受豎直向下的重力，B對(duì)A斜向左上的靜電力，受斜向右上的細(xì)線的拉力，由題意知小球A靜止，則小球受力平衡，設(shè)此時(shí)點(diǎn)電荷B與小球A間的距離為r，解析對(duì)小球A受力分析，受豎直向下的重力，B對(duì)A斜向左上的靜1.(同一直線上自由電荷的平衡)(多選)如圖6所示，光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電小球a、b、c(可視為點(diǎn)電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是A.a對(duì)b的靜電力一定是引力B.a對(duì)b的靜電力可能是斥力C.a的電荷量可能比b的少D.a的電荷量一定比b的多123隨堂演練√圖6√41.(同一直線上自由電荷的平衡)(多選)如圖6所示，光滑絕緣解析根據(jù)靜電力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾異”的結(jié)論，故A正確，B錯(cuò)誤；由平衡條件來確定各電荷量的大小關(guān)系，因此在電荷量大小上一定為“兩大夾小”，故D正確，C錯(cuò)誤．1234解析根據(jù)靜電力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾異”的結(jié)(1)動(dòng)量守恒，即p1＋p2＝p′1＋p′2.俗話說“良好的開端是成功的一半”，所以我計(jì)劃創(chuàng)設(shè)兩種情景來調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。情景一、請(qǐng)大家閉上眼睛，問剛才老師在干什么？情景二、請(qǐng)戴眼鏡的同學(xué)取下眼鏡，告訴大家他的感受。根據(jù)情景請(qǐng)同學(xué)們提出一個(gè)與眼睛有關(guān)的問題。根據(jù)學(xué)生提出的問題，選擇“眼睛怎樣看件物體？眼睛是怎樣近視的？怎樣矯正？”等問題作為今天的主題，其它問題給以鼓勵(lì)。通過以上活動(dòng)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，而且提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為順利完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。③普朗克常量：圖線的斜率k＝h(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．(2)動(dòng)能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或p212m1＋p222m2≥p′212m1＋p′222m2.在光的干涉、衍射中，要注意光的波長，像雙縫干涉中，通常是指光在真空(空氣)中的波長，若裝置處于其他介質(zhì)中，就應(yīng)取光在介質(zhì)中的波長．又如薄膜干涉、增透膜等，也應(yīng)為在這種介質(zhì)中的波長．考點(diǎn)三原子核的衰變半衰期13．(8分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．動(dòng)量守恒定律的不同表達(dá)形式2．反沖3、小結(jié)并板書4、隨著深度的增大，液體的壓強(qiáng)增大；2.(同一直線上自由電荷的平衡)如圖7所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C，分別固定于相距20cm的a、b兩點(diǎn)，有一個(gè)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力)放在a、b所在直線上且靜止不動(dòng)，則該點(diǎn)電荷所處的位置是A.在a點(diǎn)左側(cè)40cm處

B.在a點(diǎn)右側(cè)8cm處C.在b點(diǎn)右側(cè)20cm處

D.無法確定123√圖74(1)動(dòng)量守恒，即p1＋p2＝p′1＋p′2.2.(同一直線解析根據(jù)平衡條件，該點(diǎn)電荷應(yīng)在a點(diǎn)的左側(cè)，設(shè)距a點(diǎn)的距離為x，123將數(shù)據(jù)代入，解得x＝40cm，故選項(xiàng)A正確．4解析根據(jù)平衡條件，該點(diǎn)電荷應(yīng)在a點(diǎn)的左側(cè)，設(shè)距a點(diǎn)的距離為3.(非共線力作用下帶電體的平衡)(2020·長沙一中、湖南師大附中期中)如圖8所示，用絕緣細(xì)線懸掛兩個(gè)大小相同的小球(可看作質(zhì)點(diǎn))，它們帶有同種電荷，質(zhì)量分別為m1和m2，帶電荷量分別為q1和q2，因靜電力而使兩懸線張開，分別與豎直方向成夾角α1和α2，且兩球靜止時(shí)處在同一水平線上，若α1＝α2，則下述結(jié)論正確的是A.q1一定等于q2B.一定滿足

＝C.m1一定等于m2D.必然同時(shí)滿足q1＝q2，m1＝m2123圖8√43.(非共線力作用下帶電體的平衡)(2020·長沙一中、湖南解析題中兩球所帶電荷量可能不同，也可能相同，但兩球所受的靜電力大小相同，方向相反；123由于它們與豎直方向所成的角度相等，且兩球同處一水平線上，由tanα1＝tanα2得，m1等于m2，故C正確.4解析題中兩球所帶電荷量可能不同，也可能相同，但兩球所受的靜4.(非共線力作用下帶電體的平衡)電荷量為4×10－6C的小球絕緣固定在A點(diǎn)，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為－5×10－6C的小球用絕緣細(xì)線懸掛，靜止于B點(diǎn).A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°.靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點(diǎn)電荷.下列圖示正確的是√A對(duì)B作用力大小與B的重力大小相等，所以FAB與G的合力與豎直方向的夾角為60°，故B正確.12344.(非共線力作用下帶電體的平衡)電荷量為4×10－6C的1.如圖1所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸掛于P點(diǎn)，另一帶正電小球M固定在帶電小球的左側(cè)，小球平衡時(shí)，絕緣絲線與豎直方向夾角為θ，且兩球球心在同一水平線上.關(guān)于懸掛小球的電性和所受庫侖力的大小，下列判斷正確的是(重力加速度為g)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練12345678圖1√1.如圖1所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸掛于P點(diǎn)，另一解析以懸掛小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)懸掛小球進(jìn)行受力分析，如圖所示，12345678根據(jù)小球處于平衡狀態(tài)可知，在水平方向有F＝FTsinθ，在豎直方向有FTcosθ＝mg，解得F＝mgtanθ，則小球所受庫侖力大小為mgtanθ；由于懸掛小球受到正電荷的斥力，所以懸掛小球也帶正電，故選項(xiàng)B正確.解析以懸掛小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)懸掛小球進(jìn)行受力分析，如圖所示2.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖2所示.A處電荷帶正電，所帶電荷量為Q1，B處電荷帶負(fù)電，所帶電荷量為Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷M放在A、B兩點(diǎn)所在的直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則A.M為負(fù)電荷，且放于A的左側(cè)B.M為負(fù)電荷，且放于B的右側(cè)C.M為正電荷，且放于A、B之間D.M為正電荷，且放于B的右側(cè)12345678√圖22.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖2所示.A解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大”，可知點(diǎn)電荷M應(yīng)為負(fù)電荷且放于A的左側(cè)，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤.12345678解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾3.相距為L的點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為＋4q和－q，如圖3所示，現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量和放置的位置是A.－q，在A左側(cè)距A為L處B.－2q，在A左側(cè)距A為

處C.＋4q，在B右側(cè)距B為L處D.＋2q，在B右側(cè)距B為

處12345678√圖33.相距為L的點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為＋4q和－q，如圖32．能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決簡單的實(shí)際問題．具有初步的分析問題，解決問題的能力．學(xué)生自己閱讀課文回答“什么是近視眼？近視眼的成因是什么？”教師也可以提示學(xué)生注意觀察身邊的近視眼患者的眼球有向外凸、眼底向內(nèi)凹的趨勢(shì)。從而提出問題：遠(yuǎn)處物體射來的光經(jīng)過近視眼成一個(gè)什么樣的像？學(xué)生猜想，進(jìn)行下面的環(huán)節(jié)。1．電磁波的發(fā)射3．半衰期α衰變：AZX→A－4Z－2Y＋42He一、電磁波的產(chǎn)生第三節(jié)原子與原子核（三）近視眼的成因和矯正（對(duì)比探究）近視眼的成因和矯正與學(xué)生的生活密切相關(guān)，同時(shí)也是本節(jié)課的重難點(diǎn)，應(yīng)用到的物理知識(shí)也比較多，所以采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究法、觀察法、歸納法，使學(xué)生經(jīng)歷、領(lǐng)會(huì)近視眼的成因和矯正，體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的發(fā)展理念。具體我是這樣設(shè)計(jì)的：考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間．教學(xué)過程2．利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．解析根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡條件“三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大”，可知C必須帶正電，在B的右側(cè).12345678設(shè)C所在位置與B的距離為r，則C所在位置與A的距離為L＋r，C要能處于平衡狀態(tài)，則A對(duì)C的靜電力大小等于B對(duì)C的靜電力大小，設(shè)C的電荷量大小為Q，解得：Q＝4q，即C帶正電，電荷量為4q，在B的右側(cè)距B為L處，選項(xiàng)C正確.2．能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決簡單的實(shí)際問題．具有初步的分析問題，解4.(多選)如圖4所示，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2的兩小球，分別用絕緣輕絲線懸掛起來，兩絲線與豎直方向的夾角分別為α和β(α＞β)，兩小球恰在同一水平線上，那么A.兩球一定帶異種電荷B.q1一定大于q2C.m1一定小于m2D.m1所受的靜電力一定大于m2所受的靜電力12345678√√圖44.(多選)如圖4所示，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為q解析由于兩帶電小球相互吸引，所以一定帶異種電荷，選項(xiàng)A正確