题目内容
如图所示,竖直平面内有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道,其底端B与光滑绝缘水平轨道相切,整个系统处在竖直向上的匀强电场中,一质量为m,电荷量为q带正电的小球以v0的初速度沿水平面向右运动,通过圆形轨道恰能到达圆形轨道的最高点C,从C点飞出后落在水平面上的D点,试求:
(1)小球到达C点时的速度vC及电场强度E;
(2)BD间的距离s;
(3)小球通过B点时对轨道的压力N。
(1) (2)(3)
解析试题分析:小球从C点飞出后能落到水平面上,说明电场力qE小于重力mg,所以小球在光滑水平轨道上做匀速直线运动,到达B点时的速度仍为v0,则:
(1)B到C过程,由动能定理有:
因小球恰能通过C点,故有:
所以: ,
(2)C到D过程,小球做类平抛运动,则有:,
解得:
(3)在B点时有: 解得:
考点:圆周运动求向心力、动能定理、平抛运动
点评:此类题型非常经典,考查内容均为物理学主干知识,是一道值得反复习考的好题。通过圆周运动知识求解最高点的速度,结合动能定理求抛出速度,利用平抛运动求解水平位移。
练习册系列答案
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如图所示,竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环,其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L.劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O,下端连接一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的小环,小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘,整个装置处在水平向右的匀强电场中.将小环从A点由静止释放,小环运动到B点时速度恰好为0.已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等,则( )
A、小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大 | ||
B、小环从A点运动到B点的过程中,小环的电势能一直增大 | ||
C、电场强度的大小E=
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D、小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg+
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