如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与正电荷Q为圆心的某圆交于B,C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q远小于Q,AB=h,BC

如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与正电荷Q为圆心的某圆交于B,C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q远小于Q,AB=h,BC

题型:不详难度:来源:
如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与正电荷Q为圆心的某圆交于B,C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q远小于Q,AB=h,BC=3h,小球滑到B点时速度大小为,则:(1)小球到C时的速度大小为___  __;(2)A、C两点电势差___  __。

答案
(1)(2)
解析

试题分析::(1)因为杆是光滑的,所以小球从A到B过程中只有两个力做功:电场力的功WAB和重力的功mgh,由动能定理得,代入已知条件得电场力做功 ,又因为Q为点电荷,B,C为距圆心相等的两点,所以B、C在同一等势面上所以φBC,即UAB=UAC,则,小球从A到C过程中也只有两个力做功:电场力的功WAC和重力的功4mgh,由动能定理解得
(2)因为B、C在同一个等势面上,所以φBC,即UAB=UAC由WAB=qUAB=qUAC得,
故A、C两点电势差为
举一反三
如图,水平匀强电场的电场强度为E,一个带电小球质量为m,轻质的绝缘细线长为L,静止时小球位于A点,细线与竖直方向成30°角, 求:

(1)小球带何种电荷?电荷量多少?(5分)
(2)现将小球拉回到竖直方向(图中B点),后由静止释放,小球通过A点位置时的速度大小是多少?(5分)
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如图所示,在空中点将质量为的小球以某一水平速度抛出,将无碰撞地由点进入竖直平面内半径的内壁光滑圆管弧形轨道,然后经最低点无能量损失地进入足够长光滑水平轨道,与另一静止的质量为小球发生碰撞并粘连在一起(不再分开)压缩弹簧,弹簧左端与小球M栓接,弹簧右端与固定挡板栓接。已知圆管的直径远小于轨道半径且略大于小球直径,和竖直方向之间的夹角点与点的竖直高度差,弹簧始终在弹性限度内,。求:

(1)小球在点抛出的水平初速度
(2)小球运动到最低点时,小球对轨道的压力的大小(结果保留一位有效数字)
(3)弹簧压缩过程中,弹簧具有的最大弹性势能
(4)若只将弹簧右侧栓接的挡板改为栓接一个质量为的光滑小球,水平轨道足够长,其它条件保持不变,则三个小球在整个运动和相互作用过程中小球第二次达到最大速度时,小球M的速度是多少?
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如图所示,设AB段是距水平传送带装置高为H=1.25m的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC长L=5m,与货物包的摩擦系数为μ=0.4,顺时针转动的速度为V=3m/s。设质量为m=1kg的小物块由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无机械能损失。小物块在传送带上运动到C点后水平抛出,恰好无碰撞的沿圆弧切线从D点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。D、E为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R2=1.0m圆弧对应圆心角,O为轨道的最低点。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:

(1)小物块在B点的速度大小。
(2)小物块在水平传送带BC上的运动时间。
(3)水平传送带上表面距地面的高度。
(4)小物块经过O点时对轨道的压力。
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(13分)如图所示,长木板固定在水平实验台上,在水平实验台右端地面上竖直放有一光滑的被截去八分之三(即圆心角为135°)的圆轨道;放置在长木板A处的小球(视为质点)在水平恒力F的作用下向右运动,运动到长木板边缘B处撤去水平恒力F,小球水平抛出后恰好落在圆轨道C处,速度方向沿C处的切线方向,且刚好能到达圆轨道的最高点D处.已知小球的质量为m,小球与水平长木板间的动摩擦因数为μ,长木板AB长为L, B、C两点间的竖直高度为h,

求:(1)B、C两点间的水平距离x
(2)水平恒力F的大小
(3)圆轨道的半径R
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2007年10月24日,我国成功地发射了“嫦娥一号”探月卫星。卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。前4次点火,让卫星不断变轨加速,当卫星加速到的速度时进入地月转移轨道向月球飞去。后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面h=200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动)。已知地球质量是月球质量的81倍,,卫星质量为2350kg,地球表面重力加速度,引力恒量。(结果保留一位有效数字)求:
(1)地球的质量。
(2)卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面h=200km的工作轨道上外力对它做了多少功?(忽略地球自转及月球绕地球公转的影响)
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