题目
题型:闵行区一模难度:来源:
(1)小球A运动到何处时其速度最小?为什么?
(2)要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动,小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件?
答案
在圆心处电荷产生的电场中,圆轨道恰好在它的一个等势面上,小球在圆轨道上运动时,库仑力不做功,当小球运动到圆轨道最高处时,其重力对它做的负功最多,此时速度最小.
在最低点,小球受到的电场力F与重力mg方向相同,小球不会脱离轨道.
在最高点,小球受到的电场力F与重力mg方向相反,
当F≥mg时,在最高点小球也不会脱离轨道.此时,小球在最高点的速度v应满足:v≥0 ①
小球从圆轨道最底处运动到最高处的过程中由动能定理得:
-mg×2R=
1 |
2 |
1 |
2 |
v | 20 |
由①和②解得:v0≥2
gR |
这就是在F≥mg条件下,小球在最低点速度应满足的条件在最高点.当F<mg时,小球在最高点的速度v 应满足:
mg-F+FN=m
v2 |
R |
FN为轨道对小球向向下的压力,根据意知FN≥0 ④
由②③④可解得:v0≥
5gR-
|
答:(1)小球A运动到最高处时其速度最小,因为小球圆周运动过程中只有重力做功,根据动能定理有克服重力做功最多时,小球动能最小即速度最小.
(2)要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动,小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足:v0≥2
gR |
5gR-
|
核心考点
试题【有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内,在其圆心处固定一带正电的点电荷,现有一质量为m,也带正电(其电量远小于圆心处的电荷,对圆心处电荷产生的电场影响】;主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.小球的动能始终保持不变 | ||
B.小球在bc过程克服阻力做的功一定等于mgh/2 | ||
C.小球经b点时的速度小于
| ||
D.小球经b点时的速度等于
|
A.a方向 | B.b方向 | C.c方向 | D.d方向 |
F |
4 |
A.0 | B.3FR | C.
| D.
|
(1)粒子在磁场中运动的速度v;
(2)粒子在磁场中运动的时间t;
(3)匀强电场的电场强度E.
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