高中物理典型问题12等效重力场

等效重力场问题

一、在重力场中竖直平面问题 绳拉物体在竖直平面内做圆周运动规律

最高点

最低点（平衡位置） 临界最高点：重力提供向心力，速度最小 速度最大、拉力最大

二、在力场、电场等叠加而成的复合场问题

等效重力场：力场、电场等叠加而成的复合场。

重等效重力：重力、电场力的合力

处理思路：①受力分析，计算等效重力（重力与电场力的合力）的大小和方向

②在复合场中找出等效最低点、最高点。过圆心做等效重力的平行线与圆相交。

③根据圆周运动供需平衡结合动能定理列方程处理

例1．光滑绝缘的圆形轨道竖直放置，半径为R ，在其最低点A 处放一质量为m 的带电小球，整个空间存在匀强电场，使小球受到电场力的大小为mg 3

3，方向水平向右，现给小球一个水平向右的初速度0v ，使小球沿轨道向上运动，若小球刚好能做完整的圆周运动，求0v 及运动过程中的最大拉力

例2．如图所示，ABCD 为表示竖立放在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A 为水平轨道的一点，而且

.2.0m R AB ==把一质量m=100g 、带电q=10－4C 的小球，放在水平轨道的A 点上面由静止开始被释放后，

在轨道的内侧运动。（g=10m/s 2）求：

（1）它到达C 点时的速度是多大？

（2）它到达C 点时对轨道压力是多大？

（3）小球所能获得的最大动能是多少？

例3.在水平方向的匀强电场中，用长为

3L 的轻质绝缘细线悬挂一质量为m 的带电小球，小球静止在A 处，悬线与竖直方向成300角，现将小球拉至B 点，使悬线水平，并由静止释放，求小球运动到最低点D 时的速度大小

例4.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点 O ，用一根长度m L 40.0=的绝缘细绳把质量为kg m 10.0=、带有正电荷的金属小球悬挂在O 点，小球静止在B 点时细绳与竖直方向的夹角为 37=θ。现将小球拉至位置A 使细线水平后由静止释放，求：

⑴小球通过最低点C 时的速度的大小；

⑵小球通在摆动过程中细线对小球的最大拉力

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O

A B C E θ L

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