精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置,AB直線跟該環(huán)的水平直徑重合,且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑.AB及其以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場中,管的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)將一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從管中A點由靜止釋放,小球受到的電場力跟重力相等,則以下說法中正確的是( 。
A、小球釋放后,第一次達(dá)到最高點C時恰好對管壁無壓力B、小球釋放后,第一次和第二次經(jīng)過最高點c時對管壁的壓力之比為1:3C、小球釋放后,第一次經(jīng)過最低點D和最高點C時對管壁的壓力之比為5:1D、小球釋放后,第一次回到A點的過程中,在D點出現(xiàn)速度最大值
分析:小球釋放后,在重力和電場力的共同作用下,沿管道運(yùn)動,根據(jù)動能定理,分別計算出其經(jīng)過各已知點的速度,在根據(jù)向心力公式計算出其對軌道的壓力.小球每循環(huán)一周,加速一次!
解答:解:A、B、C根據(jù)題意,小球從A第一次運(yùn)動到C的過程:
mg(-r)+qE(2r)=
1
2
 m
v
2
C1

在C點第一次:mg+FN1=
m
v
2
C1
r

小球從A第二次運(yùn)動到C的過程:mg(-r)+qE(4r)=
1
2
 m
v
2
C2

在C點第二次:mg+FN2=
m
v
2
C2
r

聯(lián)立以上公式,解得:
FN=5mg
FN1=mg
FN2=5mg,故AB錯誤,C正確.
D、小球運(yùn)動過程中,當(dāng)電場與重力的合力方向沿徑向向外時,速度最大,由于電場力與重力大小相等,可知當(dāng)小球運(yùn)動到BD段圓弧中點時速度最大,故D錯誤.
故選:C.
點評:本題中關(guān)鍵要理清物體的運(yùn)動規(guī)律,物體每循環(huán)一周,動能增加一次;同時要注意物體對軌道的壓力等與軌道對物體的支持力!
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,半徑為R的光滑半圓軌道豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速率進(jìn)入軌道,A通過最高點C時,對軌道的壓力為3mg,B通過最高點C時,對軌道的壓力恰好為零,求:
(1)A、B兩球從C點飛出的速度分別為多少?
(2)A、B兩球落地點間的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,半徑為R的vt-sB=l光滑圓弧軌道豎直放置,底端與光滑的水平軌道相接,質(zhì)量為m的小球B靜止光滑水平軌道上,其左側(cè)連接了一輕質(zhì)彈簧,質(zhì)量為m的小球A自圓弧軌道的頂端由靜止釋放,重力加速度為g,小球可視為質(zhì)點.
求:(1)小球A滑到圓弧面底端時的速度大。
(2)小球A撞擊輕質(zhì)彈簧的過程中,彈簧的最大彈性勢能為多少.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R的
14
圓弧支架豎直放置,支架底ab離地的距離為4R,圓弧邊緣C處有一小定滑輪,一輕繩兩端分別系著質(zhì)量分別為m1與m2的物體,掛在定滑輪兩邊,切m1>m2,開始時m1、m2均靜止,切m1、m2視為質(zhì)點(不計一切摩擦),求:
(1)m1經(jīng)過圓弧最低點a時的速度;
(2)若m1到最低點時繩斷開,m1與m2之間必須滿足什么關(guān)系?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R的半圓軌道BC豎直放置.一個質(zhì)量為m 的小球以某一初速度從A點出發(fā),經(jīng)AB段進(jìn)入半圓軌道,在B點時對軌道的壓力為7mg,之后向上運(yùn)動完成半個圓周運(yùn)動恰好到達(dá)C點.試求:
(1)小球上升過程中克服阻力做功;
(2)小球從C點飛出后,觸地時重力的功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為r的圓筒,繞豎直中心軸OO′旋轉(zhuǎn),小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)要使a不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω至少為(  )
A、
μgr
B、
μg
C、
g
r
D、
g
μr

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案