(9分)如图所示,由光滑细管组成的竖直轨道,两圆形轨道半径分别为R和R/2 ,A、B分别是两圆形轨道的最高点,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压
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(9分)如图所示,由光滑细管组成的竖直轨道,两圆形轨道半径分别为R和R/2 ,A、B分别是两圆形轨道的最高点,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压
题型:不详
难度:
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(9分)如图所示,由光滑细管组成的竖直轨道,两圆形轨道半径分别为R和R/2 ,A、B分别是两圆形轨道的最高点,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,求:
(1)小球通过A处时的速度大小;
(2)小球通过B处时的速度大小;
(3)小球在B处对管壁的压力大小。
答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)在A点用牛顿第二定律:mg=m
(2)从A到B机械能守恒
(3)
由牛顿第三定律得:小球在B处对管壁的压力大小
本题考查的是圆周运动的问题。在A处刚好对管壁无压力,所以在A处只受重力作用,重力提供小球做圆周运动的向心力,由此可解出第一问;由光滑细管组成的竖直轨道,从A到B只受重力作用,机械能守恒,可以解出B点的速度;在B处受力分析可知重力和压力的合力提供小球做圆周运动的向心力,即可解出第三问。
举一反三
真空中固定的正点电荷Q所形成的电场中有一质量为m=1×10
-4 kg
、带电荷量q=1×10
-8 C
的微粒在此点电荷附近以角速度ω=10 rad/s做匀速圆周运动,已知正点电荷Q的带电荷量为4×10
-5 C
.重力加速度g取10 m/s
2
,且微粒的重力相对于电场力不能忽略.则下列判断正确的是 ( )
A.微粒一定带负电
B.微粒一定带正电
C.微粒做圆周运动的圆心就在正点电荷Q所在的位置
D.微粒做圆周运动的圆心就在正点电荷Q正下方与Q的距离为0.1 m的位置
题型:不详
难度:
|
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(11分)如图8所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重相同,求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小.
题型:不详
难度:
|
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(14分)如图13所示,
ABCD
为竖直放在场强为
E
=10
4
V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的
部分是半径为
R
的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,
A
为水平轨道上的一点,而且
AB
=
R
=0.2 m,把一质量
m
=0.1 kg、带电荷量
q
=+1×10
-
4
C的小球放在水平轨道的
A
点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(
g
取10 m/s
2
)求:
(1)小球到达
C
点时的速度是多大?
(2)小球到达
C
点时对轨道压力是多大?
(3)若让小球安全通过
D
点,开始释放点离
B
点至少多远?
题型:不详
难度:
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(14分)半径为
r
的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为
m
、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图14所示.珠子所受静电力是其重力的
倍,将珠子从环上最低位置
A
点由静止释放,求:
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
题型:不详
难度:
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(2011年湖南长沙三校测评)2010年2月16日,在加拿大城市温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕,中国选手申雪、赵宏博获得冠军.如图5-3-11所示,如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动.若赵宏博的转速为30 r/min,手臂与竖直方向夹角为60°,申雪的质量是50 kg,她触地冰鞋的线速度为4.7 m/s,则下列说法正确的是( )
图5-3-11
A.申雪做圆周运动的角速度为2π rad/s
B.申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2 m
C.赵宏博手臂拉力约是850 N
D.赵宏博手臂拉力约是500 N
题型:不详
难度:
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