如图所示(注:电场线方向水平向右,将杆的左端固定于点O),带正电的小球套在绝缘的长直杆上,球与杆之间的动摩擦因素为μ,匀强电场水平向右,将杆与竖直线分别成不同角度固定放置,让小球由静止释放后都沿杆运动
题目
如图所示(注:电场线方向水平向右,将杆的左端固定于点O),带正电的小球套在绝缘的长直杆上,球与杆之间的动摩擦因素为μ,匀强电场水平向右,将杆与竖直线分别成不同角度固定放置,让小球由静止释放后都沿杆运动距离s,当杆与竖直线的夹角为θ时,小球获得的末动能最大为E.现将杆竖直固定放置,为使小球由静止释放后获得的动能与前面的动能E相等,小球运动的距离S2应是多少?
答案
如图所示(注:电场线方向水平向右,将杆的左端固定于点O),带正电的小球套在绝缘的长直杆上,球与杆之间的动摩擦因素为μ,匀强电场水平向右,将杆与竖直线分别成不同角度固定放置,让小球由静止释放后都沿杆运动距离s,当杆与竖直线的夹角为θ时,小球获得的末动能最大为E.现将杆竖直固定放置,为使小球由静止释放后获得的动能与前面的动能E相等,小球运动的距离S2应是多少?
“当杆与竖直方向夹角为θ时,小球获得的末动能最大.”就是说,这时的小球受摩擦力为零,摩擦力不做功.重力和电场力的合力,恰沿杆方向.
tanθ=qE/mg
合力为:F=mg/cosθ,方向和沿杆斜向右下方.
此时的动能为:Ek=F*s=mgs/cosθ
当杆竖直放置时,所受的合力:
F'=mg-μqE=mg(1-μtanθ)
由“动能定理”:
F'*S2=Ek,
S2=Ek/F'
=[mgs/cosθ]/[mg(1-μtanθ)]
=[1/(cosθ-μsinθ)]*s
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
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