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

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:珠海模拟难度:来源:
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______.魔方格
答案
如图,在珠子能够静止的一点进行受力分析
魔方格

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
v2m
-0
将qE=
3
4
mg,代入解得珠子所能获得的最大速度为:vm=


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v0,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vA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
vA2
R
,得vA=2


gR

在求小球在A点的初速度v0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
mv02=2mgR,得v0=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.魔方格
题型:滨州一模难度:| 查看答案
如图甲所示,一初速度为零的带电粒子在A、B板间被电场加速后,从小孔射入长方形区域abcd,当粒子到达P点时,该区域内即出现一个始终垂直纸面而方向交替变化的匀强磁场,其变化规律如图乙所示(B的正值与磁场指向纸外对应).已知直线PO垂直平分边ab(cd),PO=3m,ab=1.6m,带电粒子的荷质比(
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?

魔方格
题型:肇庆模拟难度:| 查看答案
如图,长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端有固定轴O,杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动.已知小球通过最低点Q时,速度的大小为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
魔方格
题型:淄博模拟难度:| 查看答案
将一个动力传感器连接到计算机上,我们就可以测量快速变化的力.某一小球用一条不可伸长的轻绳连接,绳的另一端固定在悬点上.当小球在竖直面内来回摆动时,用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示.取重力加速度g=10m/s2,求绳子的最大偏角θ.

魔方格
题型:寿光市模拟难度:| 查看答案
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V0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
v20
=2mgR
所以:V0=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
v2A
R
所以:VA=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.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
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