如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平。质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R。从小球(小球直

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平。质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R。从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点。设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。

◎ 答案

解:(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒,故有

到达B点时速度大小为
(2)设电场力的竖直分力为Fy,水平分力为Fx,则Fy=mg
小球从B运动到C的过程中,由动能定理得
小球从管口C处脱离管后,做类平抛运动,由于经过A点,所以有
联立解得:Fx=mg
电场力的大小为
(3)小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的弹力N提供,设弹力N的方向向左,则
,解得:N=3mg
根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管壁的压力为N'=N=3mg,方向水平向右

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平。质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R。从小球(小球直…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【动能定理】,【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。

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