如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的A、B及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的A、B及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg,以下说法正确的是(  )
A.小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA间往复运动
B.小球释放后,到达最低点D时速度最大
C.小球释放后,第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力之比为1:1且方向相同
D.小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1
魔方格

◎ 答案

B、当小球重力和电场力的合力正好沿半径方向时,小球的速度最大,所以速度最大点在D点的左侧,故A错误;
D、第一次过D点时,根据动能定理,有mgR+qER=
1
2
mv1D2①,根据向心力公式,有N1D-mg=m
v21D
R
②,解得N1D=5mg
第一次过C点,根据向心力公式,有N1C+mg=m
v21C
R
,根据动能定理可知:第一次经过C点的动能为:2EqR-mgR=mgR,
故N1C=mg,故D正确;
A、只有重力和电场力做功,带电小球到达B点,重力势能不变,电势能减小,故有动能,其动能大小等于电场力做的功,为qE?2R=2mgR,故A错误;
C、从A点释放到第二次到C点过程,根据动能定理,有-mgR+2qE?2R=
1
2
mv2C2③,据向心力公式,有N2C+mg=m
v22C
R

解得N2C=5mg,故C错误;
故选D.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的A、B及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】  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。

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