组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 向心力 > 通过牛顿第二定律求解向心力
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:692 题号:14475245
如图所示,长为L的绝缘细线一端拴着一个质量为m、带电量为+q、可视为质点的小球,另一端系在O点,在O点正下方有一个光滑绝缘的圆弧轨道MN关于重锤线OP对称固定,圆弧半径也为L。没有电场时小球绕O点在竖直面内摆动时恰与圆弧轨道接触但无挤压力。现加上水平向右、场强大小g为重力加速度)的匀强电场,将小球拉至与悬点O等高的A点由静止释放,由于细线所能承受的拉力有限,被拉直瞬间细线断裂,小球垂直圆弧方向的速度瞬间变为零,此后小球从圆弧右端N点飞出,求:
(1)细线被拉断瞬间小球的速度;
(2)小球从N点飞出前瞬间对轨道的压力大小;
(3)小球飞出轨道后能上升的最大高度及小上升到最大高度处时的动量大小。

相似题推荐

解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐1】如图甲所示,半径 R=0.8m 的光滑四分之一圆弧轨道固定在竖直平面内,B 为轨道的最低点。紧挨 B 点在其右侧光滑水平面上有一质量 M=1 kg 的长木板,长L=1.5m,长木板的上表面铺有一种特殊材料,物块与其之间的动摩擦因数从左向右随距离均匀变化,如图乙所示。质量 m=1 kg 的物块(可视为质点)从圆弧最高点 A 由静止释放,取 g=10 m/s2。求:
(1)物块滑到轨道上的 B 点时对轨道的压力;
(2)若锁定长木板,物块在长木板上滑行 1m 时的速率;
(3)若解除长木板的锁定,物块仍从圆弧最高点 A 由静止释放,物块在长木板上滑行的距离是多少?
2021-01-20更新 | 553次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】利用电磁感应加速物体除了有类似电磁弹射的方式外,还有一种利用感生电场加速带电物体的方式,其原理如图甲所示。一个用光滑绝缘细圆管绕成的圆环固定在水平面上,圆环半径为R。一个质量为m、电荷量为的小球(可视为质点)静止在细圆管中。垂直圆环平面、以圆环外侧为边界的圆柱形区域内存在竖直方向上的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示,竖直向上为正。已知变化的磁场在细圆管处产生环形感生电场(稳定的感生电场可类比静电场)。细圆管半径大于小球半径且远小于圆环半径R。求:
(1)在时间内,绕圆环一圈产生的感应电动势大小;
(2)在时间内,细圆管内产生的感生电场的大小及方向(俯视);
(3)在期间,小球转动的圈数;
(4)时,求小球对管壁的作用力大小。
2023-03-07更新 | 1229次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】小李同学用一长为l的轻绳,一端固定在质量为m的小球上,另一端用手捏住,使小球在粗糙水平桌面上做匀速圆周运动,由于桌面的摩擦,小李同学不得不让手在水平桌面上做半径为r的圆周上运动,稳定后如图所示,轻绳拉力的方向恰好与小李同学手运动的圆相切,已知小球与桌面间的动摩擦因数为,求:
(1)绳子拉力的大小;
(2)小球运动的角速度。
2022-05-26更新 | 654次组卷
共计 平均难度:一般