如图所示,在水平平面内有一固定的光滑绝缘圆环,半径r =0.3 m,圆环上套有一质量m =1×10-2 kg、带电量q= +5×l0-5 C的小球。匀强电场方向水平向右且与圆轨道所在平面平行。A为圆环最高点,B、C与圆心O在同一条水平线上。小球从A点以初速度v0 =m/s向右运动,运动到B点时的速度vB =3 m/s。重力加速度g取10 m/s2。A、B、C在同一水平面上。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球最小速度大小及此处对圆环的作用力大小。
【答案】(1)1000N/C(2)0.05N
【解析】试题分析:(1)小球从A运动到B的过程中,电场力和重力均做正功,由动能定理列式,可求电场强度.(2)小球从A运动到C的过程,由动能定理求出小球通过C点的速度.在C点,由电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解.
(1)小球从A到B,由动能定理得:
代入数据解得:E=1000N/C
(2)小球从A到C,由动能定理得:
在C点,由牛顿第二定律得:
解得:
根据牛顿第三定律知,小球运动到C点时对圆环的作用力大小为0.05N
【题型】解答题
【结束】
12
某工地某一传输工件的装置可简化为如图所示的情形,AB为一段足够长的曲线轨道,BC为一段足够长的水平轨道,CD为一段圆弧轨道,圆弧半径r=1m,三段轨道均光滑。一长为L=2m、质量为M=1kg的平板小车最初停在BC轨道的最左端,小车上表面刚好与AB轨道相切,且与CD轨道最低点处于同一水平面。一可视为质点、质量为m=2kg的工件从距AB轨道最低点h高处沿轨道自由滑下,滑上小车后带动小车也向右运动,小车与CD轨道左端碰撞(碰撞时间极短)后即被粘在C处。工件只有从CD轨道最高点飞出,才能被站在台面DE上的工人接住。工件与小车的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2,
(1)若h=2.8m,则工件滑到圆弧底端B点时对轨道的压力为多大?
(2)要使工件能被站在台面DE上的工人接住,求h的取值范围.
高三物理解答题困难题
如图所示,在水平平面内有一固定的光滑绝缘圆环,半径r =0.3 m,圆环上套有一质量m =1×10-2 kg、带电量q= +5×l0-5 C的小球。匀强电场方向水平向右且与圆轨道所在平面平行。A为圆环最高点,B、C与圆心O在同一条水平线上。小球从A点以初速度v0 =m/s向右运动,运动到B点时的速度vB =3 m/s。重力加速度g取10 m/s2。A、B、C在同一水平面上。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球最小速度大小及此处对圆环的作用力大小。
【答案】(1)1000N/C(2)0.05N
【解析】试题分析:(1)小球从A运动到B的过程中,电场力和重力均做正功,由动能定理列式,可求电场强度.(2)小球从A运动到C的过程,由动能定理求出小球通过C点的速度.在C点,由电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解.
(1)小球从A到B,由动能定理得:
代入数据解得:E=1000N/C
(2)小球从A到C,由动能定理得:
在C点,由牛顿第二定律得:
解得:
根据牛顿第三定律知,小球运动到C点时对圆环的作用力大小为0.05N
【题型】解答题
【结束】
12
某工地某一传输工件的装置可简化为如图所示的情形,AB为一段足够长的曲线轨道,BC为一段足够长的水平轨道,CD为一段圆弧轨道,圆弧半径r=1m,三段轨道均光滑。一长为L=2m、质量为M=1kg的平板小车最初停在BC轨道的最左端,小车上表面刚好与AB轨道相切,且与CD轨道最低点处于同一水平面。一可视为质点、质量为m=2kg的工件从距AB轨道最低点h高处沿轨道自由滑下,滑上小车后带动小车也向右运动,小车与CD轨道左端碰撞(碰撞时间极短)后即被粘在C处。工件只有从CD轨道最高点飞出,才能被站在台面DE上的工人接住。工件与小车的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2,
(1)若h=2.8m,则工件滑到圆弧底端B点时对轨道的压力为多大?
(2)要使工件能被站在台面DE上的工人接住,求h的取值范围.
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在竖直平面内有一固定的光滑绝缘圆环,半径r =0.3 m,圆环上套有一质量m =1×10-2 kg、带电量q= +5 xl0-5 C的小球。匀强电场方向水平向右且与圆轨道所在平面平行。A为圆环最高点,B、C与圆心O在同一条水平线上。小球从A点静止释放,运动到B点时的速度vB =3 m/s。重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球运动到C点时对圆环的作用力。
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,在竖直平面内有一固定的光滑绝缘圆环,半径r =0.3 m,圆环上套有一质量m =1×10-2 kg、带电量q= +5 xl0-5 C的小球。匀强电场方向水平向右且与圆轨道所在平面平行。A为圆环最高点,B、C与圆心O在同一条水平线上。小球从A点静止释放,运动到B点时的速度vB =3 m/s。重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球运动到C点时对圆环的作用力。
高三物理计算题困难题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=。现在给小球一个扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=。现在给小球一个扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=。现在给小球一个扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘细圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=mg/q。现在给小球一个轻微扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功不为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=。现在给小球一个扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点),小球A带正电,小球B带负电,带电荷量均为q,且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连,竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=.现在给小球一个扰动,使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑,已知重力加速度为g,在小球A滑到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能
B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0
C. 小球A的最大速度为
D. 细杆对小球B做的功为mgR
高三物理多选题困难题查看答案及解析