一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动,当它第(N-2)次经过环的最低点时的速度是7m/s;第(N-1)次经过环的最低点时的速度是5m/s,则小球在第N次经过环的
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一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动,当它第(N-2)次经过环的最低点时的速度是7m/s;第(N-1)次经过环的最低点时的速度是5m/s,则小球在第N次经过环的
题型:椒江区模拟
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一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动,当它第(N-2)次经过环的最低点时的速度是7m/s;第(N-1)次经过环的最低点时的速度是5m/s,则小球在第N次经过环的最低点时的速度v一定满足( )
A.v>1m/s
B.v=1m/s
C.v<1m/s
D.前面三种情况都有可能
答案
小球从第N-2次通过最低点到N-1次通过最低点的过程中,消耗的机械能为:
1
2
m
v
2N-1
-
1
2
m
v
2N-2
=
1
2
m(49-25)=12m;
它从第N-1次通过最低点到N次通过最低点的过程中,因为速度减小,需要的向心力减小,所以与圆环间的压力减小,因此消耗的机械能将小于12m
因此第N次通过最低点时的动能E>
1
2
×25m-12m=
1
2
m
所以V>1m/s;
故选A.
举一反三
如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直:xOy面向外的水平勻强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E第四象限有垂直xOy為面向里的水平匀强电场,大小E"=2E 第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最髙点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿工轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场
中运动•(已知重力加速度为g)
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量.
(2)P点距坐标原点O至少多高?
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=
2
R
g
,小球距N点的距离s为多远?
题型:广州一模
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如图所示,MPQ为竖直面内一固定轨道,MP是半径为R的1/4光滑圆弧轨道,它与水平轨道PQ相切于P,Q端固定一竖直挡板,PQ长为s.一小物块在M端由静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次弹性碰撞后停在距Q点为l的地方,重力加速度为g.求:
(1)物块滑至圆弧轨道P点时对轨道压力的大小;
(2)物块与PQ段动摩擦因数μ的可能值.
题型:不详
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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?
题型:不详
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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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