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【题目】如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=04m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=10×104N/C。现有一电荷量q=+10×104C,质量m=01kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2

A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为

B. 落点DB点的距离

C. 带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7N

D. 带电体在从BC运动的过程中对轨道最大压力为

【答案】BD

【解析】试题分析:A、设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律:,解得vC=20m/s,故A错误;B、设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有:,故:,联立解得xDB=0,故B正确;C、设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有:,带电体从B运动到C的过程中,依据动能定理:,联立解得:FB=60N,根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力FB′=60N,故C错误;D、由PB带电体作加速运动,故最大速度一定出现在从BCD的过程中.在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处.设小球的最大动能为Ekm,根据动能定理有:;在动能最大位置,支持力也最大,根据牛顿第二定律,有:;联立解得,D正确;故选BD

练习册系列答案
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(1)小球过A点时的速度vA的大小;

(2)小球过B点时对管壁的压力;

(3)落点CA点的距离.

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C电源的输出功率逐渐变大

D电源内部消耗的功率逐渐变小

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A.行星受到太阳的引力,提供行星做圆周运动的向心力
B.行星受到太阳的引力,但行星运动不需要向心力
C.行星同时受到太阳的引力和向心力的作用
D.行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等

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【题目】地面上有一个半径为 R 的圆形跑道,高为 h 的平台边缘上的 P 点在地面 上 P′点的正上方, P′与跑道圆心 O 的距离为 L(L>R),如图所示。跑道上停有一辆小车, 现从 P 点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)。问:

(1)当小车分别位于 A 点和 B 点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各多大?

(2)若小车在跑道上运动,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内 ?

(3)若小车沿跑道顺时针运动(如图中箭头所示),当小车恰好经过 A 点时,将沙袋 抛出,为使沙袋能在 B 处落入小车中,小车的速率v 应满足什么条件?

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A.带正电荷,电荷量大于Q
B.带正电荷,电荷量大小等于Q
C.带负电荷,电荷量大于Q
D.带负电荷,电荷量大小等于Q

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