题目内容

【题目】如图所示,CD左侧存在场强大小E= ,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的光滑绝缘小球,从底边BC长为L、倾角53°的光滑直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑,运动到斜面底端C点后进入一光滑竖直半圆形细圆管内(C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧,圆管内径略大于小球直径,半圆直径CD在竖直线上),恰能到达细圆管最高点D点,随后从D点离开后落回斜面上某点P.(重力加速度为g,sin53°=0.8,Cos53°=0.6)求:

(1)小球到达C点时的速度;
(2)小球从D点运动到P点的时间t.

【答案】
(1)

解:由动能定理:

mg L﹣qEL= mv2 …①

解得:v= …②


(2)

解:由A到D的过程由动能定理:

mg L﹣mg2r﹣qEL=0 …③

得:r= …④

离开D点后做匀加速直线运动,如图.

竖直方向:SDG= gt2 …⑤

水平方向:qE=ma …⑥

SDH= at2…⑦

又由几何关系得:

…⑧

解得:t= …⑨


【解析】(1)由动能定理即可求得速度(2)利用动能定理求的轨道半径,利用水平方向和竖直方向的运动即可求得时间
【考点精析】认真审题,首先需要了解动能定理的综合应用(应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷).

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