半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一个带正的小珠子,该装置所在空间存在着水平向右的匀强电场,如图,已知珠子所受电场力是重力的3/4倍,将珠子从最低
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半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一个带正的小珠子,该装置所在空间存在着水平向右的匀强电场,如图,已知珠子所受电场力是重力的3/4倍,将珠子从最低
题型:珠海模拟
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半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一个带正的小珠子,该装置所在空间存在着水平向右的匀强电场,如图,已知珠子所受电场力是重力的3/4倍,将珠子从最低点由静止释放,则珠子获得的最大速度是______,这时珠子所在位置与圆心的连线和竖直方向的夹角是______.
答案
如图,在珠子能够静止的一点进行受力分析
设OB与OA之间的夹角为θ,则:tanθ=
qE
mg
=
3
4
所以:θ=37°
珠子在等效最低点B时具有最大的动能.
珠子从A到B的过程电场力和重力做功,珠子的动能增加,即:-mgR(1-cosθ)+qER•sinθ=
1
2
m
v
2m
-0
将qE=
3
4
mg,代入解得珠子所能获得的最大速度为:v
m
=
0.5gR
故答案为:
0.5gR
,37°
举一反三
有一竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成,如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的,现在轨道最低点A放一个质量m的小球,并给小球一个水平向右的初速度v
0
,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,且又能沿BFA轨道回到A点,小球回到A点时轨道的压力为4mg.
在求小球由BFA回到A点的速度v
A
时,甲同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg,故4mg=m
v
A
2
R
,得v
A
=2
gR
在求小球在A点的初速度v
0
时,乙同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故小球在B点的速度为零,则有:
1
2
m
v
0
2
=2mgR,得v
0
=2
gR
试按以下要求作答:
(1)你认为甲、乙两同学的解法是否正确?若不正确,请给出正确解法.
(2)在小球由B点沿BFA轨道返回A点的过程中,求小球克服摩擦力做的功.
题型:滨州一模
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q
m
)为50C/kg,不计重力.问:为使粒子能通过O点,A、B板间加速电压的最大值是多少?
题型:肇庆模拟
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v=
5gl
,则小球运动情况为( )
A.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向上的弹力
B.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向下的弹力
C.小球能达到圆周轨道的最高点P,但在P点不受轻杆的作用力
D.小球不可能达到圆周轨道的最高点P
题型:淄博模拟
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2
,求绳子的最大偏角θ.
题型:寿光市模拟
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有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给一个质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA轨道回到点A,到达A点时对轨道的压力为4mg.
在求小球在A点的速度V
0
时,甲同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故在B点小球的速度为零,
1
2
m
v
20
=2mgR
所以:
V
0
=2
gR
在求小球由BFA回到A点的速度时,乙同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg
故:
4mg=m
v
2A
R
所以:
V
A
=2
gR
你同意甲、乙两位同学的解法吗?如果同意请说明理由;若不同意,请指出他们的错误之处,并求出结果.根据题中所描绘的物理过程,求小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.
题型:不详
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