题目内容
【题目】如图,光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。求
(1)小球受到的电场力的大小和方向。
(2)带电小球在滑动过程中的最大速度。
【答案】(1) ,方向水平向右 (2)
【解析】试题分析:(1)设小球运动到最底位置B时速度为v,此时①
解得:
若不受电场力,则:
解得:
因为
所以此过程中电场力做负功,电场力方向水平向右
设电场力大小为F,由题意,小球从A处沿槽滑到最底位置B的过程中,根据动能定理得:
②
由①、②两式得:③,方向水平向右
(2)小球在滑动过程中最大速度的条件:是小球沿轨道运动过程某位置时切向合力为零,设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角为θ,如图
④
由④得:
小球由A处到最大速度位置得过程中
得:
练习册系列答案
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【题目】为验证动能定理,某同学设计了如下实验.将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一速度传感器,让小滑块由静止从木板h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下至速度传感器时,读出滑块经此处时的速度v,如图所示.多次改变滑块的下滑高度h(斜面的倾角不变),对应的速度值记录在表中:
下滑高度h/m | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
速度v/ms﹣1 | 0.633 | 0.895 | 1.100 | 1.265 | 1.414 |
要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立,该同学建立了以h为纵轴的坐标系,你认为坐标系的横轴应该是 , 本实验是否需要平衡摩擦力(填“是”或“否”).