题文
在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电场,通过改变两金属板间的电压,可使其间的电场强度E随时间t按如图所示的规律变化.在这个电场中间,有一个带电粒子在t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,且运动过程中不接触金属板,则下列说法中正确的是( )A.带电粒子一定只向一个方向运动B.0s~3.0s内,电场力的冲量等于0,电场力的功小于0C.4.0s未带电粒子回到原出发点D.2.5s~4s内,电场力的冲量等于0
题型:未知 难度:其他题型
答案
由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1s内的加速度a1,为1s末到3s末加速度a2=2a1,因此先加速1s再减小0.5s速度为零,接下来的1.5s将一直反向加速,
A、带电粒子在前1秒处于匀加速,在第二秒内先做匀减速后反向加速,所以不是始终向一方向运动,故A错误;
B、带电粒子在0初速度都为零,在3s末速度不为0,所以动能变化量为正,电场力做正功,电场力的冲量大于0.故B错误;
C、粒子在1.5s末速度减为0,之后开始反向运动,1.5s到4s内一直反向运动,4s末粒子已经回到原出发点后继续运动了一段时间,所以C错误.
D、设2.5s末时的速度为v,在2.5s~4s内,先以a2加速0.5s,再以a1减速运动1s,则4s末时速度v′=v+0.5a2-a1,因为a2=2a1所以v′=v相等方向相同,根据冲量定理,则电场力的冲量为0,所以D正确.
故选D.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电.....”主要考查你对 [动量定理 ]考点的理解。
动量定理
动量定理:
1、内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
2、表达式:Ft=p'-p或Ft=mv'-mv。
3、注意:
①动量定理公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向;
②公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力;
③动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力;系统内力的作用不改变整个系统的总动量;
④动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
冲量,动量与动量变化:
动量变化:
(1)动量变化
的表达式:
。(此式为矢量式)。
(2)
的求法:
①若的求法:
①若
在同一直线上,则先规定正方向,再用正负表示
然后进行代数运算求解。
②若然后进行代数运算求解。
②若
不在同一直线上,则用平行四边形定则(或三角形定则)求矢量差。
(3)△p的方向:△p的方向与速度的变化量
的方向相同。的方向相同。

动量和能量的综合问题的解法:
1.动量的观点与能量的观点
(1)动量的观点:动量定理和动量守恒定律。
(2)能量的观点:动能定理和能量守恒定律。这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变,它无需对过程是怎样变化的细节进行深入的研究,而关心的是运动状态变化即改变的结果量及其引起变化的原因,简单地说,只要知道过程的始末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功,即可对问题求解。
2.利用动量观点和能量观点解题时应注意的问题动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式,而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,绝无分量表达式。



