题目内容

(18分)如图所示,现有一个小物块,质量为m=80g,带上正电荷q =2104C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数m= 0.2,在一个水平向左的匀强电场中,E = 4103V/m,在水平轨道的末端N处,连接一个光滑的的半圆形轨道,半径为R=40cm,取g = 10m/s2,求:

(1)若小物块恰能运动到轨道的最高点L,那么小物块应从距N点多远处的A点释放?

(2)如果小物块在上小题中的位置A释放,当它运动到P点(轨道中点)时轨道对它的支持力等于多少?

(3)小物块在位置A释放,当运动到N点时,突然撤去电场,同时加一匀强磁场,磁感应强度,方向垂直纸面向里,问能否运动到L点?(回答:“能”或“不能”即可)如果小物块最后能落回到水平面MN上,则刚到达MN时小物块的速度大小为多少?

 

【答案】

(1)(2)(3)能    

【解析】

试题分析:(1)物块能通过轨道最高点L的条件是

       (2分)              (1分)

A到L过程根据动能定理有:        (2分)

解得              (1分)

(2)物块由P到L过程根据动能定理有:

          (2分)

VP=2m/s      (1分)

P点水平方向的支持力和电场力的合力提供向心力:          (2分)

           (1分)

(3)去电场,加磁场后,洛伦兹力与速度垂直,垂直圆弧面向外,而且到达N点的速度与之前相同,所有能到达L点            (3分)

小物块从N点运动到最高点再落回到MN水平面时过程,外力没有做功,所以速度的大小等于第一次经过N点时的速度大小。

由动能定理:

             (2分)(或考虑物块N由L到过程,解答也可)

vt==        (1分)

考点:动能定理  圆周运动 带电物体在复合场的运动

 

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