光滑绝缘水平面AB上有C、D、E三点.CD长L1=10cm,DE长L2=2cm,EB长L3=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形绝缘导轨PM与水平面相连并相切于P点,不计BP连接处能量损失。现将两

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

光滑绝缘水平面AB上有C、D、E三点.CD长L1=10cm,DE长L2=2cm,EB长L3=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形绝缘导轨PM与水平面相连并相切于P点,不计BP连接处能量损失。现将两个带电量为-4Q和+Q的物体(可视作点电荷)固定在C、D两点,如图所示。将另一带电量为+q,质量m=1′104kg的金属小球(也可视作点电荷)从E点静止释放,当小球进入P点时,将C、D两物体接地,则

(1)小球在水平面AB运动过程中最大加速度和最大速度对应的位置
(2)若小球过圆弧的最高点后恰能击中放在C处的物体,则小球在最高点时的速度为多少?对轨道的压力为多大?
(3)若不改变小球的质量而改变小球的电量q,发现小球落地点到B点的水平距离s与小球的电量q,符合下图的关系,则图中与竖直轴的相交的纵截距应为多大?

(4)你还能通过图像求出什么物理量,其大小为多少?

◎ 答案

(1)E点处  距E点8cm处 (2)1.05m/s  N=1.0′10-4N  (3)(0,-16R2)(4) UEB=450v

◎ 解析


试题分析:(1)设在AB上距D点x cm处场强为0,有
x=10cm,即距E点8cm处
带电小球最大加速度应在场强最大处即E点处
带电小球最大速度就是场强为零点即距E点8cm处。
(2)小球从最高点水平抛出能击中C点,设速度为v,有:
v=L=1.05m/s
设最高点压力为N,有:N+mg=m
N=1.0′10-4N
(3)带电小球从E开始运动,设E、B电势差为UEB,经金属轨道从最高点下落,由
动能定理得:QuEB-2mgR=mv2/2=mqs2/8R
所以当q=0时,s2=-16R2,即坐标为(0,-16R2
(4)通过图线的斜率可求出UEB
K=8RUEB/mg=0.36×106
UEB=450v

◎ 知识点

    专家分析,试题“光滑绝缘水平面AB上有C、D、E三点.CD长L1=10cm,DE长L2=2cm,EB长L3=9cm。另有一半径R=0.1m的光滑半圆形绝缘导轨PM与水平面相连并相切于P点,不计BP连接处能量损失。现将两…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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。

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