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如圖所示,豎直平面上有一光滑絕緣半圓軌道,處于水平方向且與軌道平面平行的勻強電場中,軌道兩端點高度相同,軌道的半徑為.一個質量為的帶正電的小球從槽右端的處無初速沿軌道下滑,滑到最低點時對槽底壓力為2mg.求小球在滑動過程中的最大速度.?

兩位同學是這樣求出小球的最大速度的:?

甲同學:是軌道的最低點,小球過點時速度最大,小球運動過程機械能守恒,,解得小球在滑動過程中的最大速度為.?

乙同學:是軌道的最低點,小球過點時速度最大,小球在點受到軌道的支持力為,由牛頓第二定律有,解得球在滑動過程中的最大速度為.?

請分別指出甲、乙同學的分析是否正確,若有錯,將最主要的錯誤指出來,解出正確的答案,并說明電場的方向.

解析:甲同學的分析是錯誤的,小球的機械能不守恒.?

乙同學的分析也是錯誤的,小球在滑動過程中的最大速度的位置不在最低點,應在下圖中的平衡位置處.?

正確解如下:?

  ?

小球在點時,?

因為?

所以?

,設電場力做功,由動能定理?

?

因為電場力做負功,所以帶電小球受電場力方向向右?

電場強度方向向右

之間一定有位置是小球運動速度方向瞬時合力為零處,也是小球速度最大處

連線與豎直方向夾角,?

?

.

練習冊系列答案
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(8分)如圖所示,位于豎直平面上的1/4圓弧軌道AB光滑無摩擦,半徑為R,O點為圓心,A點距地面高度為H.質量為m的小球從A點由靜止釋放,通過B點后落在地面C處.不計空氣阻力,求:

(1)小球通過B點的速度以及在B點受到軌道的支持力F;
(2)小球落地點C與B點的水平距離s;

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(1)小球通過B點的速度以及在B點受到軌道的支持力F;

(2)小球落地點C與B點的水平距離s;

 

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(8分)如圖所示,位于豎直平面上的1/4圓弧軌道AB光滑無摩擦,軌道半徑為R,O點為圓心,A點距地面高度為H.質量為m的小球從A點由靜止釋放,通過B點時對軌道的壓力為3mg,最后落在地面C處.不計空氣阻力,求:

(1)小球通過B點的速度;

(2)小球落地點C與B點的水平距離s;

(3)比值為多少時,C與B點的水平距離s最大,最大值是多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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如圖所示,位于豎直平面上的1/4圓弧軌道AB光滑無摩擦,軌道半徑為R,O點為圓心,A點距地面高度為H.質量為m的小球從A點由靜止釋放,通過B點時對軌道的壓力為3mg,最后落在地面C處.不計空氣阻力,求:

1.小球通過B點的速度;

2.小球落地點C與B點的水平距離s;

3.比值為多少時,C與B點的水平距離s最大,最大值是多少?

 

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,位于豎直平面上的1/4圓弧軌道AB光滑無摩擦,軌道半徑為R,O點為圓心,A點距地面高度為H.質量為m的小球從A點由靜止釋放,通過B點時對軌道的壓力為3mg,最后落在地面C處.不計空氣阻力,求:

1.小球通過B點的速度;

2.小球落地點C與B點的水平距離s;

3.比值為多少時,C與B點的水平距離s最大,最大值是多少?

 

 

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