如图所示,光滑水平轨道与半径为R 的光滑竖直半圆轨道在B 点平滑连接,在过圆心O 的水平界面MN 的下方分布有水平向右的匀强电场,现将一质量为m、电荷量为 +q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开半圆轨道后, 经界面MN上的P 点进入电场,已知P 点在A 点的正上方,整个运动过程小球的电荷量保 持不变,A 、B间的距离为2R, 重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
更新时间:2023-10-13 15:58:44
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【推荐1】如图所示,离地面高H=0.8m的粗糙绝缘水平桌面上固定一个倾角为α=53°,长L=m的光滑绝缘斜面AB。斜面底端与桌子边缘间距离BC=m,一个半径R=1m的光滑绝缘圆形轨道竖直固定在水平地面上,整个装置处在竖直向上的匀强电场中,场强大小E=2.5×104V/m。现将一个可视为质点质量m=0.1kg带电量q=+1.0×10-5C的小球从斜面顶端A点由静止释放,忽略小球在斜面与桌面交接处的能量损失。小球离开桌面后恰从D点无碰撞地进入圆轨道,小球进入D点的同时放入圆心O处的另一小球立即带上Q=-1.0×10-5C的电荷(该小球不影响原电场的分布)。已知D点所在半径与竖直方向的夹角θ=37°,重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9×109N·m2·C2,试求∶
(1)小球运动至C点时速度vC的大小;
(2)小球与桌面间的动摩擦因数μ的大小;
(3)小球运动至圆轨道最低点M点时对轨道压力FN的大小。
(1)小球运动至C点时速度vC的大小;
(2)小球与桌面间的动摩擦因数μ的大小;
(3)小球运动至圆轨道最低点M点时对轨道压力FN的大小。
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【推荐2】如图甲所示,半径为R=1m的竖直光滑绝缘半圆形轨道固定在水平面上的B点,BC为其竖直直径,质量为m=80g的小物块N静止于B点。在同一水平面上有一轻弹簧,弹簧的左端固定在竖直挡板上,紧靠弹簧右端放置另一质量也为 的小物块M,开始在外力作用下小物块M静止在A点,弹簧处于压缩状态,AB之间的距离为 现撤去外力,M被弹簧弹出,运动到B点时与N发生碰撞,碰撞时间极短,碰后M、N结合为一个整体一起运动,结合体恰好能够通过C点飞出。已知小物块M与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,小物块M、N均视为质点,重力加速度g取。求:
(1)开始弹簧的弹性势能Ep;
(2)如图乙所示,在半圆轨道所在空间加一水平向左的匀强电场,电场强度大小为E=1.0×104 V/m,使静止在B点的小物块N带正电,电荷量为(M、N碰撞后电荷量不变),其他条件不变,通过计算说明碰撞后M、N的结合体能否到达C点。若能,请计算出到C点时的速度大小;若不能,请说明理由。
(1)开始弹簧的弹性势能Ep;
(2)如图乙所示,在半圆轨道所在空间加一水平向左的匀强电场,电场强度大小为E=1.0×104 V/m,使静止在B点的小物块N带正电,电荷量为(M、N碰撞后电荷量不变),其他条件不变,通过计算说明碰撞后M、N的结合体能否到达C点。若能,请计算出到C点时的速度大小;若不能,请说明理由。
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【推荐1】一质量为的带电小球以速度沿竖直方向从点垂直进入匀强电场中,如图所示,经过一段时间后到达点,其速度变为水平方向,大小仍为,重力加速度为,求:
(1)小球带电情况(电性和电荷量大小);
(2)小球速度的最小值。
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(2)小球速度的最小值。
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【推荐2】如图,圆弧轨道AB的圆心为O,半径为,圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切,B点在O点的正下方,在B点的右侧有一竖直虚线CD,B点到竖直虚线CD的距离为,竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场,场强大小为(大小未知),竖直虚线CD的右侧有场强大小为(大小未知)、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF,墙壁EF到竖直虚线CD的距离为,墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接,墙壁EF的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑,过B点时的速度大小为4m/s,最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点,圆弧轨道AB光滑,水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为,,,,。求:
(1)场强的大小;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间;
(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞,求的取值范围。
(1)场强的大小;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间;
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【推荐3】如图所示,在以水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向的直角坐标系中,有Ⅰ、Ⅱ两个区域,Ⅰ区内有与x轴正方向夹角为37°的匀强电场,Ⅱ区内有方向垂直纸面向里的匀强磁场。将一质量为m、电荷量为+q的小球从原点O以初速度竖直向上抛出,小球的运动轨迹如图中曲线Oabc所示,小球经过a点时的速度沿x轴正方向,Oa连线与x轴正方向的夹角为53°,b点是磁场左边界与x轴的交点。不计空气阻力,重力加速度大小为g,磁感应强度大小为,,,求:
(1)电场强度的大小;
(2)小球从O运动到c过程中的最小速度;
(3)小球从O运动到c过程中的最大速度。
(1)电场强度的大小;
(2)小球从O运动到c过程中的最小速度;
(3)小球从O运动到c过程中的最大速度。
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