题目内容
12.(1)小球到达B点的速度大小?
(2)小球经过C处时对轨道的压力?
(3)小球回到A点的同时,再对小球施加一个恒力F.若施加恒力后,保持板垂直于竖直面且与水平面的夹角不变,在A点右下方任意改变板的位置,小球都能垂直打在板上,求出所有满足条件的恒力?
分析 (1)由动能定理求的速度;
(2)从C到A物体在水平方向匀加速运动,根据类平抛运动求的水平方向的电场力,从B到C根据动能定理求的C点的速度,根据牛顿第二定律求的作用力
(3)求的再次到达A点的速度,根据几何关系求的即可
解答 解:(1)从A到B,由动能定理:$-4mgR=\frac{1}{2}mv_B^2-\frac{1}{2}mv_0^2$
${v_B}=2\sqrt{2gR}$
(2)从B到C,由动能定理:$-{F_x}•2R=\frac{1}{2}mv_C^2-\frac{1}{2}mv_B^2$
从C到A:$a=\frac{F_x}{m}$
$2R=\frac{1}{2}a{t^2}$
4R=vct
解得:Fx=mg${v_c}=2\sqrt{gR}$
在C点,由牛顿第二定律:$N+{F_x}=m\frac{v_C^2}{R}$
解得:N=3mg
又由牛顿第三定律得:小球在C点对轨道的压力为:N'=3mg
(3)小球再次到A的水平分速度:${v_{Ax}}=2\sqrt{gR}$
$tanα=\frac{{{v_{Ax}}}}{v_C}=1$
α=450
沿速度和垂直于速度建立x'和y'轴,设恒力F与y'负半轴的夹角为β,且顺时针为正.-450≤β<900
${F_x}cos{45^0}=Fcosβ$
$F=\frac{{\sqrt{2}mg}}{2cosβ}$![]()
答:(1)小球到达B点的速度大小为$2\sqrt{2gR}$
(2)小球经过C处时对轨道的压力3mg
(3)满足条件的恒力为$\frac{\sqrt{2}mg}{2cosβ}$,-450≤β<900
点评 本题主要考查了在电场力作用下的动能定理和类平抛运动,关键是运动过程的分析;
练习册系列答案
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2.
如图所示,一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)从左端以v滑上金属板的上表面,向右运动到右端,在此过程中( )
| A. | 小球受到的电场力做正功 | |
| B. | 小球先减速运动,后加速运动 | |
| C. | 小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下 | |
| D. | 小球做匀速直线运动 |
20.
AD分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,AB=BC=CD,E点在D点的正上方,与A等高.从E点以一定的水平速度抛出两个小球,球1落在B点,球2落在C点,忽略空气阻力.关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程( )
| A. | 球1和球2运动的时间之比为2:1 | |
| B. | 球1和球2抛出时初速度之比为2$\sqrt{2}$:1 | |
| C. | 球1和球2动能增加量之比为1:3 | |
| D. | 球1和球2运动时的加速度之比为1:2 |
7.
如图,吊篮A,物块B和C三者质量均为m,则将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
| A. | 三者的加速度都为g | B. | C的加速度为零,AB的加速度为$\frac{3g}{2}$ | ||
| C. | B对A的压力为 2mg | D. | B对A的压力为$\frac{mg}{2}$ |
4.
如图所示,abcd是一矩形的四个顶点,且ab=cd=20cm,ad=bc=40cm,电场线与矩形所在平面平行,已知a点电势为7V,b点电势为13V,则( )
| A. | 场强大小一定为E=30V/m | B. | c点电势可能比d点低 | ||
| C. | 场强方向一定由b指向a | D. | cd间电势差一定为6V |
11.
在探究平行板电容器的电容与明些因素有关的实验中,电容器的A、B两极板带有等量异种电荷,B板与静电计连接,A板接地,如图所示实验中可能观察到的现象是( )
| A. | 将A板向左平移,则静电计指针张角增大 | |
| B. | 将A板向左平移,则静电计指针张角减小 | |
| C. | 将A板竖直向上平移,则静电计指针张角减小 | |
| D. | 将A板竖直向上平移,则静电计指针张角增大 |