(15分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆弧的半径R="0.50"m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场电场强度E=1.0×
◎ 题目
(15分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆弧的半径R="0.50" m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m="0.06" kg的带电小球(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s="1.0" m 的位置,由于受到电场力的作用,带电体由静止开始运动.已知带电体所带的电荷量q=8.0×10-5 C,取g="10" m/s2,试问: (1)带电小球能否到达圆弧最高点D? (2)带电小球运动到何处时对轨道的压力最大?最大值为多少? |
◎ 答案
(1)可以到达圆弧最高点D.(2)FN="5" N |
◎ 解析
(1)假设带电小球能沿轨道滑至D点,且速度大小为vD,由动能定理有: 可得此时小球在D点所需的向心力为: F向 故带电小球可以到达圆弧最高点D. (2)带电小球在运动过程中受重力、电场力的合力为: 方向:与竖直方向的夹角 故当小球滑至P点,即∠POB=53°时,小球对圆弧的压力最大. 设小球在P点的速度大小为vP,对轨道压力为FN,有: 解得:FN="5" N 本题考查圆周运动和动能定理的应用,小球刚好通过D点,可知在D点只有重力提供向心力,由此判断出带电小球可以到达圆弧最高点D,在整个运动过程中由于电场力和重力都保持不变,先把两个力合成,求出合力大小以及方向,把此题看做等效重力场的问题处理,故当小球滑至P点,小球对圆弧的压力最大,设小球在P点的速度大小为vP,对轨道压力为FN,在运动过程中应用动能定理求得在P点速度大小,再由圆周运动中沿半径方向的合外力提供向心力可求得支持力大小 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(15分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆弧的半径R="0.50"m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场电场强度E=1.0×…”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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上一篇:(8分)如图所示的绝缘轨道ABC,其中AB部分为倾角为37°、长2.0m的光滑斜面,BC部分为动摩擦因数为0.2的水平面。现有质量m=1.0㎏的质点从A位置无初速沿轨道下滑,滑到C点恰好停下
下一篇:(12分)如图34,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长L为0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1为0.2kg的球。当球在竖直
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