带电粒子在三种典型电场中的运动问题解析名师资料合集(完整版)资料

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带电粒子在三种典型电场中的运动问题解析名师资料合集（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）带电粒子在三种典型电场中的运动问题解析张路生淮安贝思特实验学校江苏淮安：211600淮安市经济开发区红豆路8号e-mail:1210745894@qqtel:带电粒子在电场中的运动是每年高考的热点和重点问题，带电粒子在电场中的运动主要有直线运动、往复运动、类平抛运动等。考查的类型主要有：带电粒子在点电荷电场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动和带电粒子在交变电场中的运动。这类试题可以拟定不同的题设条件，从不同角度提出问题，涉及力学、电学的很多关键知识点，要求学生具有较强的综合分析能力。下面笔者针对三种情况分别归纳总结。一、带电粒子在点电荷电场中的运动初速度与场强方向的关系运动形式υ0∥E做变速直线运动υ0⊥E可能做匀速圆周运动υ0与E有夹角做曲线运动1、带电粒子在点电荷电场中的变速运动【例1】如图1所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点连线过O点，且Oa=ab，则下列说法正确的是A将质子从a点由静止释放，质子向b点做匀加速运动B将质子从a点由静止释放，质子运动到b点的速率为υ，则将α粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为C若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为υ，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2υD若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为υ，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为〖解析〗：由于库仑力变化，因此质子向b做变加速运动，故A错；由于a、b之间电势差恒定，根据动能定理有，可得，由此可判断B正确；当电子以O为圆心做匀速圆周运动时，有成立，可得，据此判断C错D对。答案：BD2、根据带电粒子在电场的运动判断点电荷的电性【例2】如图2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|>>|q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是A若Q为正电荷，则q带正电，Fa＞FbB若Q为正电荷，则q带正电，Fa＜FbC若Q为负电荷，则q带负电，Fa＞FbD若Q为负电荷，则q带正电，Fa＜Fb〖解析〗：由于粒子从a到b电场力做正功，可知电场力指向外侧，Q、q带同种电荷；电场线密集的地方场强大，由F=qE得，a点的电场力大，故AC正确。答案：AC3、根据带电粒子在点电荷电场中的运动轨迹，判断带电粒子的性质【例3】如图3所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图判断正确的是A带电粒子所带电荷的符号B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的速度何处最大D带电粒子在a、b两点的电势能何处最大〖解析〗：由于不清楚电场线方向，只知道粒子受力情况是不能判断粒子所带电性的，故A错；根据粒子所做曲线运动条件可知，在a、b两点粒子所受电场力方向都在电场线上且大致向左，根据电场力做功情况可判断粒子动能和电势能变化情况。答案：BCD4、根据带电粒子运动情况，判断电势、电势差的大小关系【例4】如图4所示，为一点电荷产生的电场中的三条电场线，已知电子从无穷远处运动至A点电场力做功8eV，（无穷远处电势能为零），则下列说法正确的是AφA<0BφA>φBCφA=8VDUAB>8V〖解析〗：根据W∞A=EP∞-EPA=8eV得EPA=-8eV；再由EPA=qφ=-8eV得φA=8V>0，可见这是正电荷电场，电场线方向从A指向B，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知φA>φB，A点相对于无穷远处即零电势点的电势是8V所以A、B两点间的电势差UAB<8V.答案：BC二、带电粒子在匀强电场中的运动初速度与场强方向的关系运动形式υ0∥E做匀变速直线运动υ0⊥E做类平抛运动υ0与E有夹角做匀变速曲线运动1、根据带电粒子运动情况判断电场力做功、动能变化及电势能变化情况【例5】在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的粒子以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动S距离时速度变为零．则A粒子克服电场力做功qESB粒子的电势能减少了0.8qESC粒子的电势能增加了qESD粒子的动能减少了0.8qES〖解析〗：根据粒子在匀强电场中的电场力做功以及动能和电势能转化关系可知B错。答案：ACD2、带电粒子在匀强电场中的偏转问题【例6】如图5所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；bacdE（2）若粒子离开电场时动能为bacdE〖解析〗：（1）由L＝υ0t得所以：qEL＝Ekt－Ek所以：Ekt＝qEL＋Ek＝5Ek，⑵若粒子由bc边离开电场，则：L＝υ0tEk／－Ek＝所以：若粒子由cd边离开电场，则：qEL＝Ek/－Ek所以：3、带电粒子在匀强电场中先加速再偏转问题【例7】如图6所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）。（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。〖解析〗：（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为υ0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有解得y＝，所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（－2L，）（2）设释放点在电场区域I中，其坐标为（x，y），在电场I中电子被加速到υ1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有 解得xy＝，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。4、带电粒子在匀强电场中的一般曲线运动【例8】如图7所示，三条平行等距的直线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于这轨道上的a、b、c三点来说A粒子必先过a，再过b，然后过cB粒子在三点所受电场力Fa=Fb=FcC粒子在三点的动能大小Ekb>Eka>EkcD粒子在三点的电势能大小EPb>EPa>EPc〖解析〗：该电场必为匀强电场，根据题意，带负电的粒子所受电场力向下，由做曲线运动条件可知，粒子可先过c，再过b，然后过a；根据EP=qφ可知D正确；因为粒子受到合外力为电场力，所以粒子运动过程中满足动能与电势能之和为一定值，由此可判断C错。答案：BD三、带电粒子在交变电场中的运动1.带电粒子在交变电场中的单向直线运动T/2T3T/22TtUU0T/2T3T/22TtUU0－U00（a）〖解析〗：0～T/2时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动，T/2～T时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T时刻粒子速度为零，以后周期性重复。答案：A2、带电粒子在交变电场中的往返运动【例10】若上题中平行板间施加如图9所示的交变电压，其他条件不变，则能定性表示粒子运动图象的是〖解析〗：根据牛顿第二定律分析可知粒子将在一条直线上做往返运动，但不是简谐运动。答案：B3、带电粒子在交变电场中的偏转问题【例11】在真空中速度为υ=6.4×107m/s的电子束连续地沿板的方向射入两平行极板之间，极板长度为l=8.0×10-2m，间距为d=5.0×10-2m。两极板不带电时，电子束将沿两极板的中线通过，今在两极板上加50Hz的交变电压U=U0sint，当所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过极板，有时不能通过极板（电子质量m=9.1×10-31kg，电子电量e=1.6×10-19C）。求：UC的大小。〖解析〗：（1）电子沿平行板方向做匀速直线运动。通过平行板的时间为t=L/υ=1.25×107s交变电压的周期为0.02s，因t≤T，故每个电子通过平行板间电场的极短时间内可近似认为极板间电压未变，电场未变，从而可按匀强电场处理。电子在峰值电压下通过电场时的侧向位移很明显，当y≥d/2时，电子将不能通过两极板，而是打在某极板上，即有解得。从而UC=9100V（因为板间电压是峰值UC时，电子恰好打在极板的边缘上，所以当板间电压小于UC时，电子肯定能通过。但当U0≥9100V时，就会出现有时有电子通过，有时没有电子通过的现象）。四、总结1、带电粒子一般指电子、质子、离子等基本粒子，除非有特别说明或者题意中有明确暗示之外，其重力一般忽略不计，注意并非忽略质量。2、处理带电粒子在电场中运动的方法（1）动力学方法——牛顿运动定律和匀变速直线运动公式的结合，要求受力分析全面，特别注意重力是否要考虑，另外要注意矢量的方向性问题（2）动能定理——要求过程分析全面，准确求出所有功，同时决定是分段还是全过程使用动能定理（3）能量守恒方法——准确分析题目中有多少形式能量参与转化，哪种能量增加，哪种能量减少，并注意电场力做功与路径无关。如何求解二次函数中的面积最值问题从近几年的各地中考试卷来看，求面积的最值问题在压轴题中比较常见，而且通常与二次函数相结合．使解题具有一定难度，本文以一道中考题为例，介绍几种不同的解题方法，供同学们在解决这类问题时参考．题目（重庆市江津区）如图1，抛物线y＝－x2＋bx＋c与x轴交于A(1，0)，B(－3，0)两点．(1)求该抛物线的解析式；(2)设(1)中的抛物线交y轴于C点，在该抛物线的对称轴上是否存在点Q，使得△QAC的周长最小？若存在，求出Q点的坐标；若不存在，请说明理由；(3)如图2，在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P，使△PBC的面积最大？若存在，求出点P的坐标及△PBC的面积最大值；若没有，请说明理由．解答(1)抛物线解析式为 y＝－x2－2x＋3；(2)Q(－1，2)；下面着重探讨求第(3)小题中面积最大值的几种方法．一、补形、割形法几何图形中常见的处理方式有分割、补形等，通过对图形的这些直观处理，一般能辅助解题，使解题过程简捷、明快．此类方法的要点在于把所求图形的面积进行适当的补或割，变成有利于表示面积的图形．方法一如图3，设P点（x，－x2－2x＋3）(－3<x<0)．方法二如图4，设P点(x，－x2－2x＋3)(－3<x<0)．（下略．）二、“铅垂高，水平宽”面积法如图5，过△ABC的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线，外侧两条直线之间的距离叫△ABC的“水平宽”(a)，中间的这条直线在△ABC内部线段的长度叫△ABC的“铅垂高(h)”，我们可得出一种计算三角形面积的另一种方法：S△ABC＝ah，即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半．根据上述方法，本题解答如下：解如图6，作PE⊥x轴于点E，交BC于点F． 设P点（x，－x2－2x＋3）（－3<x<0）． ∴点P坐标为（－，）三、切线法若要使△PBC的面积最大，只需使BC上的高最大．过点P作BC的平行线l，当直线l与抛物线有唯一交点(即点P)时，BC上的高最大，此时△PBC的面积最大，于是，得到下面的切线法．解如图7，直线BC的解析式是y＝x＋3，过点P作BC的平行线l，从而可设直线l的解析式为：y＝x＋b． ＝．四、三角函数法本题也可直接利用三角函数法求得．解如图8，作PE⊥x轴交于点E，交BC于点F，怍PM⊥BC于点M． 设P点（x，－x2－2x＋3）（－3<x<0）， 则F(x，x＋3)． 从以上四种解法可以看到，本题解题思路都是过点P作辅助线，然后利用相关性质找出各元素之间的关系进行求解．如此深入挖掘一道题的多种解法，可使我们摆脱题海战术，提高解题能力．同时，善于总结一道题的多种解法能加快解题速度，提高解题效率，也有利于培养我们的钻研能力和创新精神．乌鲁木齐职业大学毕业论文论文题目：论篮球训练中造成运动损伤的原因及预防措施姓名：学号：专业：体育教育学院：体育系指导教师：完成时间：2021年4月25日论篮球训练中造成运动损伤的原因及预防措施摘要：篮球运动在我国的各类学校非常普及，篮球运动以其激烈的对抗，精彩的比赛而深受广大学生喜爱。但篮球运动由于身体直接接触多，对抗强度强，空中动作多，所以在篮球比赛和训练中身体很容易受到伤害。运动技术必须以身体动作为表现形式，而身体动作表现以人体解剖结构作为基础。由于篮球运动强度大、对抗性强，因此在训练和比赛中极易发生运动损伤。为了减少篮球运动过程中运动损伤的出现,本文对运动损伤的原因进行分类和分析，并提出有效的预防措施，以期避免运动损伤的发生对于运动员和教练员的正常训练造成不良影响。关键词:篮球训练;运动损伤;主要原因;预防措施目录引言 1一、篮球训练中造成运动损伤的原因 21．主观原因 21.1运动员思想上认识的不足 21.2技术上的缺点和错误 21.3准备活动方面的缺点 21.4身体局部运动量过大 32．客观原因 32.1场地与器材因素 32.2服装因素 32.3运动鞋的因素 32.4犯规动作 32.5不良的气候、环境条件的影响 3二、预防措施 31.1重视运动员思想教育，提高安全防范意识 31.2做好充分的准备活动 41.3加强教练员教学中的指导与监督 41.4运动场地器械、设备的安全 4三、结论 4致谢 5参考文献 5引言篮球运动是由跑、跳、投等动作组成，在快速、激烈、对抗的情况下进行的一项综合性体育活动，具有竞争性强、趣味性浓等特点，深受广大学生喜爱。但由于其对学生的灵敏度、速度、耐力等身体素质和动作的准确性与协调性要求较高，技术性、战术性强，而且学生受训练水平、训练年限及自我保护意识等因素的影响，篮球运动损伤率较高。运动损伤是指人体在体育运动过程中所发生的各种损伤。篮球运动损伤是指在参与篮球运动时发生的损伤。运动损伤所造成的影响是严重的，轻则使运动员不能正常参加训练和比赛，妨碍运动成绩提高，缩短运动寿命，重则可能导致死亡。所以教师必须对篮球课堂教学中的运动损伤进行分析，掌握它的发生规律，做好预防工作，最大限度地减少或避免损伤，从而保证篮球训练的正常进行。篮球运动具有激烈的竞争性和对抗性，在篮球训练中，教练员应根据篮球运动的特点，了解常见运动损伤的理论，掌握预防运动损伤的措施，保护运动员的身心健康。在组织训练中要严谨，示范要准确在篮球训练中要合理有序地组织训练内容，强调纪律，认真做到保护防范工作，有条不紊地完成训练内容。准确、细致的示范动作在篮球训练中必不可少，这就要求教练员有较高的专业素质，能够熟练、准确地示范并讲解动作要领，这样运动员在模仿、学习过程中才能更好地掌握正确的技术动作，从而减少运动损伤的发生。合理安排篮球训练，篮球训练是将多种训练方法有效地结合运用，在保证不出现运动损伤的前提下，有效地完成训练任务和提高篮球运动水平的过程。因此，为了最大限度地避免篮球训练中运动损伤的发生，要注意以下几点:(1)在篮球训练中，要将一般身体素质训练、专项技术训练、以及心理品质培训充分地结合起来。一般身体素质训练不到位时，肌肉力量和弹性就较差，反应迟钝，关节灵活性和稳定性也较弱，因而容易造成运动损伤。专项技术训练不够时，往往动作要领掌握不好，会因为各种不正确的技术而导致运动损伤的发生，虽较少，但易被忽视。此外，对运动者的心理品质培养和训练不够，运动者缺少勇敢顽强、坚毅果断和良好的自控能力等，也是出现运动损伤的原因。(2)在篮球训练中，技术动作的学习和掌握要遵循从易到难、循序渐进的原则，每一项技术动作都要熟练运用后再学习新的内容，这样每个技术动作之间都有一个良好的衔接，就形成一个具有系统性、周期性的训练，逐步提高篮球运动水平，降低运动损伤的发生。

1一、篮球训练中造成运动损伤的原因主观原因1.1运动员思想上认识的不足。篮球运动具有高强度、对抗激烈、技术较复杂的特点，较易出现运动损伤。篮球教练员和运动员对预防损伤的认识和重视程度不够。在篮球培训、篮球比赛中，不能采取积极有效的防治措施。处在青春期的运动员，精力旺盛，感情丰富，在受到外界的刺激后容易产生激动情绪，好冲动，缺乏自制力，使精神不集中而导致损伤。下面分析由于心理原因造成损伤的几种情况。1、求胜心切，压力过大。运动员在集体荣誉和自我表现欲的驱动下，容易产生求胜心切、目标过高，从而带来较大的心理压力，这时如果稍微遇到挫折，就会产生急躁情绪，不自信，容易出错，导致发生损伤。

2、精神不集中，注意力分散。运动员在篮球训练中，由于缺乏经验，在外界因素的影响下，容易产生精力不集中，自制力差，影响了篮球技术的正常发挥。表现为反应迟钝，判断失误，动作不合理，从而导致运动损伤。

3、紧张，害怕，胆怯。运动员在篮球训练中，因紧张，害怕，胆怯而引起的主动性较差，不够积极，产生退却，躲避，缺乏斗志和信心。篮球运动竞争激烈，面对高大对手或者对方的技术高超，而产生惧怕的心理，不能正常发挥应有的水平，继而产生损伤。1.2技术上的缺点和错误。技术上的缺点和错误，是造成篮球运动的新手或学习新动作时，发生运动损伤的主要原因。由于违反了人体结构的特点和个器官系统功能活动的规律，及运动时的力学原理，极易引起运动损伤。有些刚刚接触篮球这项运动的人喜欢模仿偶像的动作，但是由于自身的条件还达不到，在做出动作的同时也容易给自己造成损伤。1.3准备活动方面的缺点。缺乏准备活动或准备活动不充足，也是造成运动损伤的主要原因。准备活动的目的是进一步提高中枢神经系统的兴奋性，增强各器官系统的功能活动，使人体从相对的静止状态过渡到紧张的活动状态。下面分析由于准备活动方面的缺点造成损伤的几种情况。1、不做准备活动或准备活动不充分。在神经系统和其他各器官、系统的功能活动没有充分动员起来的情况下，就投入紧张的运动。由于肌肉的力量、弹性和伸展性较差，身体缺乏必要的协调性，因而容易发生损伤。2、准备活动的内容与正式运动的内容结合的不好或缺乏专项准备活动。运动中负担较重部位的功能没有得到从分地改善，因休息而消退的条件反射性联系尚未恢复。3、准备活动的量过大。身体已经出现疲劳，参加正式运动时，身体的功能水平不是处于最佳状态而是有所下降，此时参加剧烈运动就容易受伤。4、准备活动的强度安排不当。开始做准备活动时，用力过猛，速度过快，违反了循序渐进的原则和功能活动的规律，容易引起肌肉拉伤和关节扭伤。5、准备活动距正式运动的时间过长。准备活动所产生的生理作用已经减弱或消失，相当于准备活动不充分或未作准备活动。21.4身体局部运动量过大。身体局部运动量过大造成的关节损伤是占篮球运动损伤首位的主要原因。如在一段时间内，过多地进行滑步、急停、踏跳上篮等专项练习。膝关节局部负担过大，可导致膝关节髌骨劳损。客观原因2.1场地与器材因素。场地条件的好坏直接影响篮球运动的效果，不良的场地条件是造成运动损伤的潜在原因，如室外场地坚硬，缓冲差，对人体的冲击力度大，长期在这样的场地运动会造成慢性的关节疾病；场地表面光滑、凹凸不平、或者有裂缝，以及偶然滚进场地的其它球，影响运动员的运动，是导致受伤的隐患。器材方面，如有些室外的场地篮球架离场地太近，运动员在全力向前冲后不能及时停下来而碰撞在篮球架上，从而造成运动损伤。2.2服装因素。运动服装小而紧或肥大都会影响运动水平的发挥。小而紧的服装影响了运动的幅度和力度，使肌肉紧张，动作僵硬，如牛仔和休闲系列的服装；肥大的服装会使运动不便，容易发生危险而导致受伤，如有些服装太长，在运动时会绊倒自己。2.3运动鞋的因素。在篮球训练中，运动鞋的作用是十分重要的，运动鞋不合适，容易产生损伤。篮球运动的跳跃，急停，快速移动使通过鞋底作用到脚的力非常大，根据有关资料，一个体重为70公斤的人，在起跳的一瞬间，其脚作用地面的力能达到300～350千克。因此，如果鞋底薄而缺乏弹性，缓冲小就会使脚踝受伤，另外鞋底的硬度大弯曲能力差，会影响足弓的缓冲，而导致踝膝关节损伤。2.4犯规动作。在篮球训练中，犯规是很危险的，特别是故意犯规，即违反体育道德的犯规，对人体的危害很大，学生篮球运动员正处在青春时期，速度快，力量大，缺乏自制力，容易冲动，大部分运动员都是业余的，对技术的掌握和运用不如职业选手，犯规较多，严重威胁着运动员的身体安全。2.5不良的气候、环境条件的影响。不良的气候、环境条件也是运动员发生运动损伤的因素之一。气温过高，容易导致中暑现象和加快疲劳的产生；气温过低，准备活动和热身运动不充分，容易出现肌肉僵硬、身体协调性下降而引起肌肉拉伤。潮湿闷热的天气容易大量出汗，影响体内水盐代谢，可发生肌肉痉挛或虚脱。光线不足，使视线不佳，影响视力，使运动员在运动中反应迟钝。造成篮球运动损伤的原因很多，除上述原因外，人体结构与机能，以及日常生活中的姿势与肌肉松驰程度等都会造成篮球运动损伤。二、预防措施1.1重视运动员思想教育，提高安全防范意识。篮球训练中发生的运动损伤，往往是主观重视不够，思想上麻痹大意，缺乏必要的预防措施。教练员要根据运动员的解剖、生理与心理特点，重视运动员的思想教育，提高运动员的安全防范意识和预防篮球运动损伤的认识，把安全教育放在首位。在训练中，要根据篮球技、战术特点，及时教育运动员注意安全，提出明确的要求，使运动员在思想上重视损伤的预防，并掌握运动损伤的预防措施。31.2做好充分的准备活动。准备活动能提高整个机体的机能，使体温升高，增加氧的供应，促进新陈代谢，同时也可以提高肌肉的力量和灵活性，使肌肉粘滞性下降，弹性增加，可防止肌肉和韧带损伤。因此，在篮球训练前前一定要做好充分的准备活动。准备活动的量，应根据运动员的机能状况、气象条件和训练情况而定，若机体兴奋性较低或气温较低、肌肉僵硬时，准备活动应更加充分些，能有效避免运动损伤的发生。1.3加强教练员教学中的指导与监督。篮球运动是一项对抗性强、身体接触多的运动，必须彻底了解和遵守篮球运动规则。运动员本身要保持良好的身体状况，了解篮球运动的目的。教练员不能盲目安排教学内容，不能脱离运动员的运动技术水平和身体素质的实际，安排超负荷的运动练习。同时还需要提醒运动员了解自己的弱点，根据自己的实际情况学习和掌握篮球运动技能，以免超越自己的能力而受伤。严明的训练纪律、规范的训练常规、周密的训练组织等，也是预防运动损伤的重要保障。教练员要本着从简到繁、从易到难、循序渐进的原则，正确安排运动练习；制订必要的训练教学常规，要求运动员严格遵守，使课堂常规成为运动员自觉遵守、共同维护的一项内容，以保障安全。此外，教练员应该对易发生危险的动作反复讲清要领，强调注意事项，时刻将运动员放在自己的视野范