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(12分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一个质量为m、电量为+q的小球从水平轨道
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
(12分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一个质量为m、电量为+q的小球从水平轨道上的A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,小球可视为质点,小球运动到C之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零)。已知A、B间的距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,
α
D
求:①电场强度E的大小;
②小球在圆轨道上运动时的最大速率;
③小球对圆轨道的最大压力。
◎ 答案
①
②
③
◎ 解析
试题分析:①设小球过C点时的速度为v
c
,小球从A到C的过程中由动能定
理得
由平抛运动可得
和
联立可得
②设小球运动到圆周D点时的速度最大且为v,如图所示,OD与
竖直方向的夹角为α,由动能定理
由数学知识可得,当α=45°时动能最大
由此可得:
③由于小球在D点时的速度最大,且此时电场
力与重力的合力恰如沿半径方向。所以
代入数据得
点评:本题学生要清楚小球在AB段做匀加速直线运动,进入圆轨道后做圆周运动,从C到P做平抛运动,然后用相应的规律去解题。
◎ 知识点
专家分析,试题“(12分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一个质量为m、电量为+q的小球从水平轨道…”主要考查了你对 【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/365709.html
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