如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,其场强为E,一根绝缘细线长为L,它一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m,带电量为q的点电荷,将该点电荷拉至图示的
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如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,其场强为E,一根绝缘细线长为L,它一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m,带电量为q的点电荷,将该点电荷拉至图示的
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如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,其场强为E,一根绝缘细线长为L,它一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m,带电量为q的点电荷,将该点电荷拉至图示的位置A从静止释放.求:
(1)点电荷运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对点电荷拉力大小为多少?
答案
(1)从A到B过程,由动能定理得:
mgL+qEL=
1
2
mv
2
-0,
小球到达B时的速度v=
2(mg+qE)L
m
;
(2)在B点,由牛顿第二定律得:
T-mg-qE=m
v
2
L
,解得:T=3(mg+qE);
答:(1)点电荷运动到O点正下方B点时的速度大小为
2(mg+qE)L
m
;
(2)此刻细线对点电荷拉力大小为3(mg+qE).
举一反三
如图,一光滑轨道ABC,AB部分为半径为L的
1
4
圆周,水平部分BC 宽度为L,置于水平向右且大小为E的匀强电场中.一质量为m,电量q=
mg
2E
的带正电小球(可视为质点)从A处静止释放,并从C处沿平行板电容器的中线射入.已知电容器板长L,两板距离为L,重力加速度g.
(1)求小球经过圆弧B处轨道所受压力及小球到达C处的速度v
c
;
(2)当电容器两板间电压U=
mgL
2q
,且上板电势高于下板时,求球在电容器中飞行时的加速度a以及飞离电容器时的偏转量y;
(3)若电容器电压U可变,要使小球能飞出电容器,求U的范围.(写主要过程)
题型:不详
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如图,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F(△F>0).不计空气阻力.则( )
A.m、x一定时,R越大,△F一定越大
B.m、x、R一定时,v越大,△F一定越大
C.m、R一定时,x越大,△F一定越大
D.m、R、x一定时,△F与v的大小无关
题型:不详
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如图所示,小球m从A点以l0m/s的初速度沿固定的竖直圆弧轨道A滑下,并始终没有脱离圆弧轨道,到达C点速度仍为10m/s.现让小球以5m/s的 速度仍从A点滑下,则到达C点时,小球的速度( )
A.仍为5m/s
B.小于5m/s
C.大于5m/s
D.无法判断
题型:不详
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如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R.一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,A点距水平面的高度为4R,当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍,小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点B后沿水平轨道向右运动.已知重力加速度为g,斜面轨道与底面的夹角为53
0
.(sin53°=0.8 cos53°=0.6)求:
(1)小车第一次经过B点时的速度大小v
B
;
(2)小车在斜面轨道上所受阻力与其重力之比k;
(3)假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服阻力做的功相等,求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小v′?
题型:不详
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如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点C和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=45°,A为轨道最低点,B为轨道最高点.一个质量m=0.50kg的小球从空中D点以V
0
=6m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的C端沿切线方向进入轨道,重力加速度g=10m/s
2
,求:
(1)小球抛出点D距圆轨道C端的水平距离L.
(2)小球经过轨道最低点A时,受到轨道的作用力F
A
.
(3)判断小球能否到达最高点B,说明理由.
题型:不详
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