如图5-12所示.半径R=0.8 m的光滑绝缘轨道固定于竖直平面内.加上某一方向的匀强电场时.带电小球沿轨道内侧做圆周运动.小球动能最大的位置在A点.圆心O与A点的连线与竖直线成一角度θ.在A点小球对轨道的压力F=120 N.若小球的最大动能比最小动能多32 J.且小球能够到达轨道上任意一点.不计空气阻力.试求: 图5-12 (1)小球的最小动能是多少? (2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道.并保持其他量都不变.则小球经0.4 s时间后.其动能与在A点时的动能相等.则小球的质量为多少? (3)若θ=60°.取圆轨道的最低点重力势能为零.并利用(2)中所求小球的质量.在轨道未撤去的情况下.试求小球的最大机械能是多少. 解析:(1)设电场力和重力的合力为F.则 F·2R=Emax-Emin=ΔEk.所以F=20 N 在动能最小的情况下.向心力为 F=mvmin2R=2EminR 所以Emin=8 J Emax=40 J. (2)撤去轨道后小球做类平抛运动. (或).解得m=1 kg. (3)当θ=60°时.F=20 N.mg=10 N 所以电场力方向水平向左. 所以.机械能最大的位置是圆轨左侧与圆心等高的点.从A点到该位置由动能定理. qER-mgRcos60°=Ek-Emax 所以 所以.此时的机械能为 答案:45.86 J 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,两个半圆形的光滑细管道(管道内径远小于半圆形半径)在竖直平面内交叠,组成“S”字形通道.大半圆BC的半径R=0.9 m,小半圆CD的半径r=0.7 m.在“S”字形通道底部B连结一水平粗糙的细直管AB.一质量m=0.18 kg的小球(可视为质点)从A点以V0=12 m/s的速度向右进入直管道,经t1=0.5 s到达B点,在刚到达半圆轨道B点时,对B点的压力为NB=21.8 N.(取重力加速度g=10 m/s2)求:

(1)小球在B点的速度VB及小球与AB轨道的动摩擦因数μ?

(2)小球到达“S”字形通道的顶点D后,又经水平粗糙的细直管DE,从E点水平抛出,其水平射程S=3.2 m.小球在E点的速度VE为多少?

(3)求小球在到达C点后的瞬间,小球受到轨道的弹力大小为多少?方向如何?

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如图所示,两个圆形的光滑细管道在竖直平面内交叠,组成“8”字形通道.在“8”字形通道底部B点和上部D点分别连结一粗糙程度与水平地面相同的水平细直管ABDE,已知大圆的半径R=0.9 m,小圆的半径r=0.7 m,LAB=5.5 m,LDE=4.0 m.一质量m=0.18 kg的小球(可视为质点)从A点以v0=12 m/s的初速度向右进入直管道,在刚进入圆轨道B点时,B点的压力传感器读数NB=21.8 N.试求:

(1)小球在B点的速度大小;

(2)在小球到达C点的前后瞬间,“8”字形通道对小球的弹力;

(3)通过计算判定小球能否经过“8”字形通道从E点水平抛出.若不能,求出其最终停此于何处;若能,求出小球从E点抛出落地的水平射程.

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如图5-12所示,质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。BC为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角,轨道最低点为OA点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s后经过D点,物块与斜面间的滑动摩擦因数为=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:

 小物块离开A点的水平初速度v1

 小物块经过O点时对轨道的压力

 斜面上CD间的距离

假设小物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为5m/s,则间的距离是多少?

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(12分)如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4 m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径, 水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8 kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58 N.水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3 m,与小球的动摩擦因数为μ=0.5,右侧BC段光滑.g=10 m/s2,求:

(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能.

(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力.

 

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(12分)如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4 m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径,水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8 kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58 N.水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3 m,与小球的动摩擦因数为μ=0.5,右侧BC段光滑.g=10 m/s2,求:

(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能.
(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力.

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同步练习册答案