如图所示,光滑绝缘的圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.现有一带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点距离为4R.从小球进入管口开始,整
◎ 题目
如图所示,光滑绝缘的圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.现有一带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,结果小球在管中运动过程的速度逐渐减小.小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点.设小球运动过程带电量没有改变,重力加速度为g,求: (1)所加的匀强电场的方向. (2)小球经过管口C处时对圆管的压力. |
◎ 答案
(1)小球自由下落到管口B处,机械能守恒 mg?4R=
小球在管中运动过程的速度逐渐减小,说明小球所受重力和电场力的合力方向水平向左.设电场力的竖直分力为Fy、水平分力Fx, Fy=mg(Fy方向竖直向上) 小球从B运动到C过程,由功能关系有 Fx?2R=
小球从管口C处脱离圆管后,做类平抛运动,轨迹经过A点,则 y=4R=vCt x=2R=
联立解得Fx=mg 电场力的合力方向与水平方向成θ角,则 tanθ=
小球带正电,匀强电场的方向与电场力方向相同,因此所加匀强电场的方向向左上方,与水平方向间的夹角 θ=45° 小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的压力N提供,设压力N的方向向左,即
解得:N=3mg(方向向左) 小球经过管口C处时,对圆管的压力 N′=3mg(方向向右) 答:(1)匀强电场的方向向左上方,与水平方向间的夹角为45°; (2)小球经过管口C处时对圆管的压力为3mg,方向向右. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑绝缘的圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.现有一带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点距离为4R.从小球进入管口开始,整…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【机械能守恒定律】 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。- 最新内容
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