如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为q=53°,一质量为m=4kg、电荷量为q=+3×10-5C的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=0.5。直杆所在处空间有水平向右
◎ 题目
如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为q=53°,一质量为m=4kg、电荷量为q=+3×10-5C的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=0.5。直杆所在处空间有水平向右的匀强电场,场强为E=106N/C,求: (1)小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1; (2)若杆与竖直方向的夹角换成不同的值,小球滑到B时的速度也会不同,为使小球滑到杆的B端时的速度最大,某同学认为应使杆沿竖直方向放置,因为这样重力做的功最多。你认为是否正确,若认为是正确的,请求出此最大速度v2,若认为不正确,请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角及此最大速度v2。 |
◎ 答案
解:(1)小球所受电场力大小为Fe=qE=3×10-5×106N=30N, 垂直于杆方向有:FN=mgsinq-Fecosq=(40×0.8-30×0.6)N=14N, 摩擦力大小为Ff=μFN=0.5×14N=7N, 由动能定理得:(Fesin+mgcos-Ff)L=mv12, 解得v1=6.4m/s, (2)某同学的说法不正确, 因为此时虽然重力做功多了但是电场力不做功了,而且克服摩擦力做功也多了,所以末动能不是最大。为使小球到达B点时的速度最大,只要重力与电场力做的功最多而克服摩擦力做的功最小,则杆应沿重力与电场力的合力方向,即与竖直方向夹角为'=37°, 由动能定理得:(Fesin'+mgcos')L=mv22,解得v2=7.07m/s。 |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为q=53°,一质量为m=4kg、电荷量为q=+3×10-5C的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=0.5。直杆所在处空间有水平向右…”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。- 最新内容
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