【題目】如圖所示的絕緣細桿軌道固定在豎直面內(nèi),半徑為R1/6圓弧段桿與水平段桿和粗糙傾斜段桿分別在A、B兩點相切,圓弧桿的圓心O處固定著一個帶正電的點電荷,F(xiàn)有一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的帶負電小球穿在水平桿上,以方向水平向右、大小等于的速度通過A點,小球能夠上滑的最高點為C,到達C后,小球?qū)⒀貤U返回。若COB=30°,小球第一次過A點后瞬間對圓弧細桿向下的彈力大小為,從AC小球克服庫侖力做的功為,重力加速度為g。求:

(1)小球第一次到達B點時的動能;

(2)小球在C點受到的庫侖力大;

(3)小球返回A點前瞬間對圓弧桿的彈力。(結(jié)果用m、gR表示)

【答案】1 2 3

【解析】

1)由動能定理求出小球第一次到達B點時的動能.

2)小球第一次過A點后瞬間,由牛頓第二定律和庫侖定律列式.由幾何關(guān)系得到OC間的距離,再由庫侖定律求小球在C點受到的庫侖力大。

3)由動能定理求出小球返回A點前瞬間的速度,由牛頓運動定律和向心力公式求解小球返回A點前瞬間對圓弧桿的彈力。

1)小球從A運動到BAB兩點為等勢點,所以電場力不做功,由動能定理得:

代入數(shù)據(jù)解得:

2)小球第一次過A時,由牛頓第二定律得:

由題可知:

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:

由幾何關(guān)系得,OC間的距離為:

小球在C點受到的庫侖力大小

聯(lián)立解得

3)從AC,由動能定理得:

CA,由動能定理得:

由題可知:

小球返回A點時,設細桿對球的彈力方向向上,大小為N,由牛頓第二定律得:

聯(lián)立以上解得:

根據(jù)牛頓第三定律得,小球返回A點時,對圓弧桿的彈力大小為,方向向下。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,一根繩子一端固定于豎直墻上的A點,另一端繞過動滑輪P懸掛一重物B,其中繩子的PA段處于水平狀態(tài),另一根繩子一端與動滑輪P的軸相連,在繞過光滑的定滑輪Q后在其端點O施加一水平向左的外力F,使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),滑輪均為光滑、輕質(zhì),且均可看作質(zhì)點,現(xiàn)拉動繩子的端點O使其向左緩慢移動一小段距離后達到新的平衡狀態(tài),則該平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)相比較( 。

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1)小車與軌道的滑動摩擦力f=________N

2)從圖象中分析,小車(包括位移傳感器發(fā)射器)的質(zhì)量為_________kg。

3)該實驗小組為得到aF成正比的關(guān)系,應將斜面的傾角θ調(diào)整到tanθ=___________。

4)該實驗是否需要滿足條件:重物的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量?答:__________(填)。

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A. 小球速度先增大后減小

B. 小球速度一直減小

C. 小球速度一直增大

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【題目】已知引力常量G和下列某組數(shù)據(jù),就能計算出地球質(zhì)量。這組數(shù)據(jù)可以是(  )

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