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如图所示,竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为-q的小环。在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷,杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形。已知Oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,静电常量为k。现使小环从图示位置的O点由静止释放,若通过a点的速率为

试求:
(1)小环运动到a点时对杆的压力大小及方向;(2)小环通过b点的速率。
(1),方向水平向左。;(2)

试题分析: (1)由库仑定律可得,小环运动到a点时所受库仑力为,方向由a指向Q。
设r为Q到a点的距离,依题意,所以
杆对小环的支持力,方向水平向右。
由牛顿第三定律可知,小环对杆的压力大小,方向水平向左。
(2)小环从a运动到b的运动过程,根据动能定理
        
由于Qa=Qb,所以           可得  
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为="0." 60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0="3." Om/s.若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角的值应在什么范围内?(取重力加速度g=l0)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内(不计空气阻力,重力加速度大小为g)。

(1)求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能;
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求此时弹簧所具有的弹性势能;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本问不要求写出计算过程)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度大小为,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体
A.重力势能增加了B.克服摩擦力做功
C.动能损失了D.机械能损失了

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图所示,质量为m的小物块在光滑的水平面上以v0向右做直线运动,经距离l后,进入半径为R光滑的半圆形轨道,从圆弧的最高点飞出恰好落在出发点上.已知l=1.6m,m=0.10kg,R=0.4m,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2

(1)求小物块运动到圆形轨道最高点时速度大小和此时小物块对轨道的压力.
(2)求小物块的初速度v0
(3)若轨道粗糙,则小物块恰能通过圆形轨道最高点.求小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在静电场中将一个带电量为的点电荷由a点移动到b点,已知a、b两点间的电势差。在此过程中,除电场力外,其他力做的功为,则该点电荷的动能
A.增加了B.减少了
C.增加了D.减少了

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)如图,光滑绝缘小平台距水平地面高H=0.80m,地面与竖直绝缘光滑圆形轨道在A点连接,A点距竖直墙壁s=0.60m,整个装置位于水平向右的匀强电场中。现将一质量m=0.1kg,电荷量q=10-3C的正电荷小球(可视为质点)从平台上端点N由静止释放,离开平台N后,恰好切入半径为R=0.4m的绝缘光滑圆形轨道,并沿轨道运动到P点射出。图中O点是圆轨道的圆心,BC分别是原先轨道的最低和最高点,AO、BO间夹角为53°。(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)电场强度E的大小;
(2)小球到A点的速度大小和方向;
(3)小球对轨道最大压力。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图两块平行金属板M、N竖直放置,两板间电势差U=1.5×103 V。现将质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板上方的A点以v0=4m/s的初速度水平抛出,小球恰好能从M板上端进入两板之间,并沿直线运动打到N板上的B点.已知A距两板上端的高度为h="0.2" m, 不计空气阻力,g="10" m/s2。则(  )
A.小球到达M板上端时的速度大小
B.M、N两板间距d=0.3m
C.落点B距N板上端距离L=0.2m
D.小球到达B点时动能Ek =0.175J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

)一绝缘“?”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成,固定在竖直平面内,其中MN杆是光滑的,PQ杆是粗糙的.现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上,小环所受的电场力为重力的.
 
(1)若将小环由D点静止释放,则刚好能到达P点,求DM间的距离;
(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放,设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ,小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

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