如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心在O點(diǎn)、半徑為r,內(nèi)壁光滑,A、B兩點(diǎn)分別是圓弧的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場,一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(電荷量不變),經(jīng)C點(diǎn)時速度最大,O、C連線與豎直方向的夾角θ=60°,重力加速度為g。

(1)求小球所受到的電場力大;

(2)小球在A點(diǎn)速度v0多大時,小球經(jīng)B點(diǎn)時對軌道的壓力最。


(1)已知帶電小球在光滑的豎直圓軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,經(jīng)C點(diǎn)時速度最大,因此,C點(diǎn)是豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動的物理“最低點(diǎn)”,也就是小球在C點(diǎn)受力情況滿足合外力完全充當(dāng)向心力,tanθ=                                    (3分)

因此,電場力F=mgtan60°

即F=mg                                                                                                                      (2分)

(2)小球在軌道最高點(diǎn)B時的受力情況如圖所示,

在B點(diǎn)時軌道對小球的壓力最小等于零。半徑方向的合外力為重力mg,在B點(diǎn),根據(jù)圓周運(yùn)動的條件可得,

mg=m                                                                                                                      (3分)

小球從A到B過程中,只有電場力和重力做了功,又知A、B兩點(diǎn)在同一等勢面上,該過程電場力做功為零,根據(jù)動能定理可得,

-mg·2r=                                                                                                     (2分)

聯(lián)立以上兩式可得v0=                                                                                         (2分)

答案:(1)mg  (2)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,有三個電阻,已知R1R2R3=1∶3∶6,則電路工作時,電壓U1U2

A.1∶6   B.1∶9  C.1∶3   D.1∶2

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,在同一平臺上的O點(diǎn)水平拋出的三個物體,分別落到a、bc三點(diǎn),則三個物體運(yùn)動的初速度va、vb、vc的關(guān)系和三個物體運(yùn)動的時間ta、tb、tc的關(guān)系是(  )

A. va>vb>vc ta>tb>tc     B. va<vb<vc   tatbtc                                                                        

C. va<vb<vc ta>tb>tc     D. va>vb>vc ta<tb<tc

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科目:高中物理 來源: 題型:


太空深處有一均勻帶負(fù)電的星球P,有一也帶負(fù)電的極小星體Q沿如圖所示的路徑ABC掠過星球,B點(diǎn)是兩者的最近點(diǎn)。忽略其他天體的影響,運(yùn)動過程中萬有引力始終大于靜電力。則

A.極小星體Q在A點(diǎn)的動能比B點(diǎn)大

B,極小星體Q在A點(diǎn)的電勢能比B點(diǎn)大

C.極小星體Q在A點(diǎn)所受的電場力比B點(diǎn)大

D.星球P產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)高

 


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科目:高中物理 來源: 題型:


一物體靜止在粗糙水平面上,在水平向右的拉力作用下開始向右運(yùn)動。在運(yùn)動過程中,物體的動能Ek與位移x的關(guān)系圖象如圖所示,其中0-x1過程的圖線是過原點(diǎn)的直線,x1-x2過程的圖線為平行于橫坐標(biāo)軸的直線。則下列說法正確的是:

A. 在0-x1過程中,物體的拉力不斷增大

B. 在x1-x2過程中,拉力做功為零

C. 在0-x2過程中,物體的機(jī)械能不斷增大

D. 在0-x2過程中,物體克服摩擦力做功的功率先增大后保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:


質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的光滑斜面上,隨斜面體一起沿水平方向運(yùn)動,要使物體相對于斜面保持靜止,斜面體的運(yùn)動情況以及物體對斜面壓力F的大小是 (      )

A.斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動,F(xiàn)小于mg

B.斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動,F(xiàn)不小于mg

C.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動,F(xiàn)大于mg

D.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動,F(xiàn)不大于mg

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科目:高中物理 來源: 題型:


將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運(yùn)動至最高點(diǎn)的過程中,圖像如圖所示。以下判斷正確的是(    。

A.前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)

B.最后2s內(nèi)貨物只受重力作用

C.前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同

D.第3s末至第5s末的過程中,貨物的機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:


一定量的理想氣體在某一過程中,從外界吸收熱量2.5×104J,氣體對外界做功1.0×104J,則該理想氣體的(填選項(xiàng)前的字母)( 。

   A.溫度降低,密度增大                   B. 溫度降低,密度減小

   C.溫度升高,密度增大                   D. 溫度升高,密度減小

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科目:高中物理 來源: 題型:


R1和R2分別標(biāo)有“2Ω、1.0A”和“4Ω、0.5A”,將它們串聯(lián)后接入電路中,如圖所示,則此電路中允許消耗的最大功率為(  )

 

A.

6.0 W

B.

5.0 W

C.

3.0 W

D.

1.5 W

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同步練習(xí)冊答案