题目内容
如图所示,半径R=0.8 m的光滑绝缘轨道固定于竖直平面内,加上一个水平方向的匀强电场时,带电小球刚好能沿轨道内侧做完整的圆周运动,小球动能最大的位置在A点(θ未知),若小球的最大动能比最小动能多16 J,空气阻力不计。试求:
(1)小球的最小动能为多少?
(2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道,并保持其他量都不变,则小球0.4 s时,其动能与在A点时的动能相等,小球的质量为多少?
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解:(1)小球在A的受力如图,设电场力和重力的合力为F,则由功能关系有 F×2R = 16 ![]()
(2)撤去轨道后小球做类平抛运动,“下落”2R时动能与A相等(2分)
所以 2R = ½at2 (4分) 和 F = ma (4分)
解得 m = 0.5kg (1分)
练习册系列答案
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| A、v0≤4m/s可以使小球不脱离轨道 | ||
B、v0≥4
| ||
| C、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为24N | ||
| D、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为20N |