如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接。一质量为m

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-30
(12分)如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向

(1) (2)见解析 试题分析:解:(1)物块恰能通过圆弧最高点C,即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力 (3分)物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功W f ,根据动能定理 (4分)(2) 物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s, (3分)由联立上面两式解得 s=2R 因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,大小为2R (2分)点评:中等难度。动能定理的两种表述:一、合外力做的功等于物体动能的变化量;二、各个分立做功的代数和等于物体动能的变化量。

(1)物块恰能通过圆弧最高点C时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力mg-Eq=mvC2R①物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功为Wf,根据动能定理有Eq?2R-Wf-mg?2R=12mvc2-12mv02②由①②式解得Wf=12mv02+52(Eq-mg)R③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,则水平方向有s=vCt④竖直方向有2R=12(g-Eqm)?t2⑤由①④⑤式联立解得s=2R⑥因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,大小为2R.答:(1)物块在运动过程中克服摩擦力做的功为Wf=12mv02+(Eq-mg)R (2)物块离开轨道落回水平面过程的水平距离为2R,与场强大小E无关.

解:(1)设物体在A点的速度为v 1 ,由动能定理有

解得
(2)设匀强电场的场强大小为E、物块在D点的速度为v D ,则


解得
(3)设第2,4,6,…,2n次经过B点时的速度分别为v 2 ,v 4 ,…,v 2n ,第2,4,6,…,2(n-1)次离开B点向右滑行的最大距离分别为L 1 ,L 2 ,…,L n-1 ,则



解得
同理


综上可得
 



  • 如图所示,在竖直放置的光滑绝缘半圆环上,穿有一质量为m,电荷量为+Q...
    答:选b
  • 如图9所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一带负电的点电 ...
    答:C 由O点放的点电荷的电场线分布可知小球从A到B电场力不做功, ,在B点F-mg= ,F=3mg,C对;
  • 如图所示,一个竖直放置的半径为R的光滑绝缘环,置于水平方向的匀强电场...
    答:所以当合力与速度垂直时速度最大,由于qE=mg,所以速度最大的位置位于BC圆弧的中点,设为D点.则从A到D过程,根据动能定理得:mg(R+22R)+qE?22R=12mvm2解得:vm=2(2+1)gR.答:(1)小球的速度为4gR,环对小球的压力为5mg.(2)小球在BC弧的中点速度最大,最大速度为vm=2(2+1)gR...
  • 如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀...
    答:所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力,而洛伦兹力跟速度有关系,所以有可能大于b的重力由于受到电场力作用的小球能到达最低点,则电场力不可能大于重力,否则不能自动到达最低点;因光滑,则洛伦兹力对小球运动没有影响,而洛伦兹力与速度有关,因此洛伦兹力可能大于重力,故D正确;故选:D.
  • 如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场 E 和...
    答:D . 试题分析:放置在电场中的小球,过程中电场力做负功,重力做正功,放置在磁场中的小球,洛伦兹力不做功,重力做正功,到达最低点时两种情况重力做功相等,所以 ,A错误,因为电场力做负功,小球的机械能一部分转化为电势能了,所以小球就到达不了轨道的最右端,B错误,小球受力不同,所以到...
  • 如图所示,在E=104V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直...
    答:2R=12mv2-0小滑块在L点时,由重力提供向心力,所以有:mg=mv2R代入数据解得:v=gR=10×0.4=2m/s,L=mv2+4mgR2(qE?μmg)=0.1×22+4×1×0.42(10?4×104?0.2×1)m=1.25m.(2)设滑块经过半圆轨道O位置时对轨道压力最大,此位置重力与电场力的合力沿半径方向向外,由于qE=...
  • 如图所示,在E=10^3V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直...
    答:解:设离N点s米释放。由动能定理有:(qE-umg)*s=1/2mV²由N到L有:1/2mV²+qER=mgR 解出V=2.45m/s s=1.5m (2)在P点,设p点速度V1.1/2mV²+qERcos45°=1/2mV1²+mg(R-Rcos45°)解出V1=2.25m/s p点,设压力为N,由圆周运动知识有:N-mg...
  • 如图所示,在E=10 3 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道...
    答:R= 1 2 mv P 2 -0在P点时由牛顿第二定律可得,N-qE=m v 2P R 解得N=1.5N 由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.(3)小滑块经过C点,在竖直方向上做的是自由落体运动,由2R= 1 2 gt 2 可得滑块运动的时间t为,t= 4R ...
  • ...有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接_百 ...
    答:R=12mvP2-0在P点时由牛顿第二定律可得:N-qE=mv2PR,代入数据得:N=1.5N;由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.(3)小滑块经过C点,在竖直方向上做的是自由落体运动,由2R=12gt2可得滑块运动的时间t为,代入数据得:t=0.4s,滑块在水平方向上只受到电场力的作用,做匀...
  • 如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直...
    答:(1)滑块刚能通过轨道最高点条件是mg=mv2R代入数据得:v=Rg=2m/s(2)滑块由释放点到最高点过程由动能定理:Eqs?μmgS?mg2R=12mv2整理得:S=m(12v2+2gR)Eq?μmg代入数据得:S=20m答:(1)小滑块恰能通过圆轨道的最高点L,通过L的速度是2m/s;(2)滑块应在水平轨道上离N点20m...