题目内容
(16分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直平面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
(1) (2) (3)3mg 水平向右
解析试题分析:(1)小球由A自由下落到管口B的过程中机械能守恒,故有:
(2分)
(2分)
(2)设电场力的竖直分力为Fy,水平分力为Fx,则Fy=mg(方向竖直向上)
小球从B运动到C的过程中,由动能定理得: (2分)
小球从管口C运动到A点做类平抛运动,有
(1分)
(1分)
解得:Fx=mg (1分)
电场力的大小: (1分)
(3)小球经过管口C处时, (1分)
设弹力N的方向向左,则: (2分)
解得:N=3mg(方向向左) (1分)
根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管的压力
,方向水平向右 (2分)
考点:本题考查牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动及动能定理
电子台秤放置于水平桌面上,一质量为M的框架放在台秤上,框架内有一轻弹簧上端固定在框架顶部,下端系一个质量为m的物体,物体下方用竖直细线与框架下部固定,各物体都处于静止状态。今剪断细线,物体开始振动,且框架始终没有离开台秤,弹簧不超出弹性限度,空气阻力忽略不计,重力加速度为g。则下列说法正确的是
A.当台秤示数最小时弹簧一定处于原长位置 |
B.当台秤示数最小时物体一定处在平衡位置 |
C.振动过程中台秤的最大示数一定大于(M + m)g |
D.振动过程中台秤的最大示数一定等于(M + m)g |