如圖所示,ABCD是半徑為R的四分之三光滑絕緣圓形軌道,固定在豎直面內(nèi)。以軌道的圓心O為坐標(biāo)原點(diǎn),沿水平直徑AC方向建立x軸、豎直直徑BD方向建立y軸。y軸右側(cè)(含y軸)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q(q>0)的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道下滑,通過(guò)軌道最高點(diǎn)D后,又落回到軌道上的A點(diǎn)。不考慮小球之后的運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;
(2)求小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小;
(3)將小球從圓弧AB間某處由靜止釋放,小球恰好能夠通過(guò)D點(diǎn),求小球釋放點(diǎn)到B點(diǎn)的最小高度差h0。
【考點(diǎn)】物體在圓形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng);動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:80引用:2難度:0.5
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1.如圖所示,在電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2×103V/m、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)相切,半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行,其半徑R=40cm,N為半圓形軌道最低點(diǎn),P為QN圓弧的中點(diǎn)。一電荷量q=1×10-4C、質(zhì)量m=10g帶負(fù)電的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,位于N點(diǎn)右側(cè)d=3m的M處,取重力加速度大小g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。
(1)若滑塊剛好能到N處,求其初速度大小v0;
(2)若滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)Q,求其在水平軌道上的落點(diǎn)到N點(diǎn)的距離x;
(3)求滿足(2)條件的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小F。發(fā)布:2024/10/22 2:0:1組卷:43引用:7難度:0.5 -
2.如圖所示,軌道ABCDE是研究小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的條件的簡(jiǎn)易裝置,A到水平桌面的高度為H,最低點(diǎn)B處的入、出口靠近但相互錯(cuò)開(kāi),C是半徑R=10cm的圓形軌道的最高點(diǎn),DE部分水平,且恰好與圓形軌道的圓心O1等高,水平桌面上的點(diǎn)O2位于E點(diǎn)的正下方。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),將一質(zhì)量m=10g的小球從軌道AB上的某一位置A由靜止釋放,小球恰能通過(guò)C點(diǎn)沿軌道運(yùn)動(dòng),不計(jì)小球與軌道的摩擦阻力以及空氣阻力。(g=10m/s2)
(1)求出A到水平桌面的高度H;
(2)求出小球在B點(diǎn)對(duì)圓軌道壓力的大??;
(3)若A距水平桌面高H1=0.3m,小球仍由靜止釋放,到達(dá)E點(diǎn)離開(kāi)軌道后落在水平桌面上,求落點(diǎn)與O2之間的水平距離x。發(fā)布:2024/10/23 4:0:1組卷:95引用:3難度:0.7 -
3.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓形光滑絕緣軌道,其底端B與光滑絕緣水平軌道相切,整個(gè)系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一質(zhì)量為m,帶正電的小球以v0的初速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng),通過(guò)圓形軌道恰能到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn)C,從C點(diǎn)飛出后落在水平面上的D點(diǎn),試求:
(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度vc;
(2)BD間的距離s;
(3)小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力N。發(fā)布:2024/10/19 15:0:1組卷:43引用:1難度:0.5
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