高二物理競賽：靜電場的性質(zhì)和動(dòng)量守恒定律課件

靜電場的性質(zhì)和動(dòng)量守恒定律

由多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場

在點(diǎn)電荷和的靜電場中，做如下的三個(gè)閉合面求通過各閉合面的電通量.討論

將從移到點(diǎn)電場強(qiáng)度是否變化？穿過高斯面的有否變化？*高斯定理1）高斯面上的電場強(qiáng)度為所有內(nèi)外電荷的總電場強(qiáng)度.4）僅高斯面內(nèi)的電荷對高斯面的電場強(qiáng)度通量有貢獻(xiàn).2）高斯面為封閉曲面.5）靜電場是有源場.3）穿進(jìn)高斯面的電場強(qiáng)度通量為負(fù)，穿出為正.總結(jié)四高斯定理的應(yīng)用

其步驟為對稱性分析；根據(jù)對稱性選擇合適的高斯面；應(yīng)用高斯定理計(jì)算.（用高斯定理求解的靜電場必須具有一定的對稱性）選取高斯面原則2.高斯面要經(jīng)過所研究的場點(diǎn)1.要求電場具有高度對稱性3.高斯面應(yīng)選取規(guī)則形狀4.面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向與高斯面法線方向一致寫成5.高斯面上某一部分各點(diǎn)的場強(qiáng)方向與高斯面法線方向垂直，該部分的通量為0++++++++++++例2均勻帶電球殼的電場強(qiáng)度

一半徑為,均勻帶電的薄球殼.求球殼內(nèi)外任意點(diǎn)的電場強(qiáng)度.解（1）（2）+++++例3無限長均勻帶電直線的電場強(qiáng)度選取閉合的柱形高斯面

無限長均勻帶電直線，單位長度上的電荷，即電荷線密度為，求距直線為處的電場強(qiáng)度.對稱性分析：軸對稱解+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例4無限大均勻帶電平面的電場強(qiáng)度

無限大均勻帶電平面，單位面積上的電荷，即電荷面密度為，求距平面為處的電場強(qiáng)度.選取閉合的柱形高斯面對稱性分析：

垂直平面解底面積++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++討論無限大帶電平面的電場疊加問題由于火箭不受外力的作用，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。根據(jù)動(dòng)量守恒定律設(shè)燃?xì)庀鄬τ诨鸺膰姎馑俣仁且怀Ａ炕?/p>

設(shè)火箭開始飛行的速度為零，質(zhì)量為，燃料燒盡時(shí)，火箭剩下的質(zhì)量為，此時(shí)火箭能達(dá)到的速度是火箭的質(zhì)量比多級火箭第i級火箭噴氣速率第i級火箭質(zhì)量比(1)確定研究系統(tǒng)(2)寫出系統(tǒng)動(dòng)量表達(dá)式(3)求出系統(tǒng)動(dòng)量變化率(4)分析系統(tǒng)受力(5)應(yīng)用動(dòng)量定理求解變質(zhì)量問題的處理方法例1：勻加速提柔軟鏈條例2：裝煤車的牽引力例3：一長為l，密度均勻的柔軟鏈條，其單位長度的質(zhì)量為，將其卷成一堆放在地面上，如圖所示。若用手握住鏈條的一端，以加速度a從靜止勻加速上提。當(dāng)鏈條端點(diǎn)離地面的高度為x時(shí)，求手提力的大小。OX解：以鏈條為系統(tǒng)，向上為X正向，地面為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。t時(shí)刻，系統(tǒng)總動(dòng)量t時(shí)刻，系統(tǒng)受合外力OX系統(tǒng)動(dòng)量對時(shí)間的變化率為：根據(jù)動(dòng)量定理，得到例4：列車在平直鐵軌上裝煤,列車空載時(shí)質(zhì)量為m0,煤炭以速率v1豎直流入車廂,每秒流入質(zhì)量為。假設(shè)列車與軌道間的摩擦系數(shù)為,列車相對于地面的運(yùn)動(dòng)速度v2保持不變,求機(jī)車的牽引力。XY解：車和煤為系統(tǒng),向下為Y正向，向左為X正向，建立坐標(biāo)系。tt+dt時(shí)刻，dm=dtXYXY豎直水平

例5

質(zhì)量為m1

和m2的兩個(gè)小孩，在光滑水平冰面上用繩彼此拉對方。開始時(shí)靜止，相距為l。問他們將在何處相遇？解把兩個(gè)小孩和繩看作一個(gè)系統(tǒng)，水平方向不受外力，此方向的動(dòng)量守恒。

建立如圖坐標(biāo)系。設(shè)開始時(shí)質(zhì)量為m1

的小孩坐標(biāo)為x10,質(zhì)量為m2的小孩坐標(biāo)為x20，他們在任意時(shí)刻的速度分別v1為v2,相應(yīng)坐標(biāo)為x1和x2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Cm2m1x10x20xO(1)(2)在相遇時(shí)，x1=x2，于是有即(3)因