(12分)一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心O与A、D在同一条直线上,MN是放在AD上长
◎ 题目
(12分)一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心O与A、D在同一条直线上,MN是放在AD上长为2R的木板,木板的厚度不计,左端M正好位于A点。整个装置处于垂直AD方向如图所示的匀强电场中,电场强度大小为E。将一个质量为m,带电量为+q的小球(可视为质点)从过A点并垂直于AD的直线上的某点P由静止开始释放,则: (1) 若小球由圆弧轨道经C点射出后,恰好能打到木板MN 的中点,则小球从C点射出的速度大小为多大? (2) 在(1)的情景下,小球运动到轨道上的B点时对轨道的压力是多大? (3) 某同学认为只要调节释放点P到A点的距离L,总可以使小球经过C后打到木板的最左端M点,试判断这位同学的说法是否合理?若合理,试计算出L的数值;若不合理,请通过计算说明理由。 |
◎ 答案
(2)7qE(3)不可能使小球经过C点打到木板的最左端M点。 |
◎ 解析
设小球经过C点的速度为,从C到木板MN的中点的时间为t 对小球,从C到木板MN的中点,有……① ……1分 ……② ……1分 由①②:……③ ……1分 (2)(4分) 解:设小球运动到B点时的速度为,对小球,从B到C由动能定理得: ……④ ……1分 设在B点轨道对小球的作用力为F,则……⑤ ……1分 由③④⑤得:F=7qE ……⑥ ……1分 由牛顿第三定律得,小球运动到B点时对轨道的压力的大小为7qE……⑦……1分 (3)(3分) 这位同学的分析不合理。 解:设小球经过C点的最小速度为,则 ……⑧ ……1分 设此情景下小球从圆弧轨道上的C点经过时间打到木板上,且经过的水平距离为,则 …… ⑨ ……1分 由⑧⑨得, ……⑩ ……1分 由于>R,则无论如何调节释放点到A点的距离L,不可能使小球经过C点打到木板的最左端M点。 评分说明:①到⑩各1分 本题考查粒子在复合场中的运动,难度较大,小球从P点释放后受到重力和电场力作用,由动能定理可求得小球在A点速度,经过C点后受到垂直于速度的重力和电场力的作用,小球做类平抛运动,由水平方向匀速直线运动和竖直方向匀加速直线运动可求得经过C点速度大小,以小球经过BC段为研究对象,应用动能定理,克服重力和电场力做功等于动能的变化量,由此求得在B点的速度,在B点由合力提供向心力,由圆周运动公式可求得支持力大小,小球经过C点时由重力和电场力提供向心力时速度最小,由经过C点后的类平抛运动的规律可求得此时的水平距离,由此可判断该同学的分析不合理 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(12分)一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心O与A、D在同一条直线上,MN是放在AD上长…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 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
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇:(10分).如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电量为q,小球可在棒上滑动,小球与棒的动摩擦因数为μ,现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的
下一篇:(9分)如图所示,AB为竖直墙壁,A点和P点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一带电小球从P点以速度向A抛出,结果打在墙上的C处。若撤去电场,将小球从P点以初速
零零教育社区:论坛热帖子
[家长教育] 妇产科专家告诉你:到底多大年龄,才算高龄产妇?不妨提前了解下 (2023-03-11) |
[高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
[家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离? (2019-07-14) |
[教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
[教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
[教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
[教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
[教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
[教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
[教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感(二) (2018-11-07) |