光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处(与球心等高)无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。求(1)小球从A

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

光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处(与球心等高)无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。求

(1)小球从A到B的过程中受到的电场力做的功及电场力的大小
(2)带电小球在滑动过程中的最大速度

◎ 答案

(1);(2)

◎ 解析


试题分析:(1)设小球运动到最底位置B时速度为v,此时

设电场力大小为F,做功为W,由题意,小球从A处沿槽滑到最底位置B的过程中,
根据动能定理

由以上两式得:
电场力做负功,说明电场力方向水平向右。
电场力的大小
(2)小球在滑动过程中最大速度的条件:
是小球沿轨道运动过程某位置时切向合力为零,
设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角
为θ,如图

mgsinθ="Fcosθ" 得:tanθ= 
小球由A处到最大速度位置的过程中
mgRcosθ-mgR(1-sinθ)=  mvm2-0
得:vm=.

◎ 知识点

    专家分析,试题“光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处(与球心等高)无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。求(1)小球从A…”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。

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