(16分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电

(16分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电

题型:不详难度:来源:
(16分)如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10m/s2.试求:

(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
(2)D点到B点的距离xDB
(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.
答案
(1)6.0N;(2)0;(3)1.17J;
解析

试题分析:(1)设带电体通过C点时的速度为,根据牛顿第二定律得:
     (2分)
设带电体通过B点时的速度为,设轨道对带电体的支持力大小为,带电体从B运动到C的过程中,根据动能定理:   (2分)
带电体在B点时,根据牛顿第二定律有:
          (2分)
联立解得:    (1分)
根据牛顿第三定律可知,带电体对轨道的压力  (1分)
(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有:
       (1分)
    (2分)
联立解得:       (1分)
(3)由P到B带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中,在此过程中保有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成450夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为450处。        (1分)
设小球的最大动能为,根据动能定理有:
    (2分)
解得:        (1分)
举一反三
如图所示,MDN为绝缘材料制成的固定的竖直光滑半圆形轨道,半径为R,直径MN水平,整个空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电荷量为-q,质量为m的小球自M点无初速度下滑,下列说法中正确的是
A.小球由M点滑到最低点D时所用时间与磁场无关
B.小球滑到D点时,对轨道的压力一定大于mg
C.小球滑到D点时,速度大小
D.小球滑到轨道右侧时,可以到达轨道最高点N

题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,小车板面上的物体质量为m=8kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N.现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1m/s2的加速度做匀加速直线运动.以下说法正确的是(    )
A.物体受到的摩擦力一直减小
B.物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化
C.当小车加速度(向右)为0.75m/s2时,物体不受摩擦力作用
D.小车以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8N

题型:不详难度:| 查看答案
(12分)如图所示,水平转台高1.25m,半径为0.2m,可绕通过圆心处的竖直转轴转动,转台的同一半径上放有质量均为0.4kg的小物块A、B(可看成质点),A与转轴间距离为0.1m,B位于转台边缘处,A、B间用长0.1m的细线相连,A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54N,g取10m/s2

⑴当转台的角速度达到多大时细线上出现张力?
⑵当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?
⑶若A物块恰好将要滑动时细线断开,求B物块落地时与转动轴心的水平距离。(不计空气阻力)
题型:不详难度:| 查看答案
两个质量分别为m1、m2的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示,如果它们分别受到水平推力2F和F,则A、B之间弹力的大小为(    )

A.            B.
C.            D.
题型:不详难度:| 查看答案
(16分)如图所示,让一可视为质点的小球从光滑曲面轨道上的A点无初速滑下,运动到轨道最低点B后,进入半径为R的光滑竖直圆轨道,并恰好通过轨道最高点C,离开圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到D点后抛出,最终撞击到搁在轨道末端点和水平地面之间的木板上,已知轨道末端点距离水平地面的高度为H=0.8m,木板与水平面间的夹角为θ=37°,小球质量为m=0.1kg,A点距离轨道末端竖直高度为h=0.2m,不计空气阻力。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

⑴求圆轨道半径R的大小;
⑵求小球从轨道末端点冲出后,第一次撞击木板时的位置距离木板上端的竖直高度有多大;
⑶若改变木板的长度,并使木板两端始终与平台和水平面相接,试通过计算推导小球第一次撞击木板时的动能随木板倾角θ变化的关系式,并在图中作出Ek-(tanθ)2图象。
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.