(2012年3月安徽省“江南十!备呷(lián)考)如圖所示,光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接。在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),F(xiàn)有一質(zhì)量為m,電量為+q的小球從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)離開圓軌道后,經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)(P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方,如圖。小球可視為質(zhì)點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)之前電量保持不變,經(jīng)過C點(diǎn)后電量立即變?yōu)榱悖。已知A、B間距離為2R,重力加速度為g。在上述運(yùn)動(dòng)過程中,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。

(2)小球在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)最大速率;

(3)小球?qū)A軌道的最大壓力的大小。

解析:

    (1)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,小球過C點(diǎn)時(shí)速度大小為,小球從A到C由動(dòng)能定理:

                            -----------------2分

         小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn):

                                            ----1分

                        ----------------1分

         聯(lián)立方程解得:                      -2分

     (2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到圓周D點(diǎn)時(shí)速度最大為,此時(shí)OD與豎直線OB夾角設(shè)為α,小球從A運(yùn)動(dòng)到D過程,根據(jù)動(dòng)能定理:

                   ------------3分

       即:

          根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知,當(dāng)時(shí)動(dòng)能最大     ----2分

由此可得:                   -------------1分

      (3)由于小球在D點(diǎn)時(shí)速度最大且電場(chǎng)力與重力的合力恰好沿半徑  方

          ------------3分

          解得:               -------------1分

點(diǎn)評(píng):此題考查平拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?安徽模擬)2012年8月,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“好奇號(hào)”探測(cè)器,順利降落在火星蓋爾隕坑.假如通過地面遙控實(shí)驗(yàn),測(cè)得在火星表面上擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅振動(dòng)時(shí)的周期為T0將火星視為密度均勻、半徑為R的球體,已知萬有引力常量為G,則( 。

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(2012安徽合肥期末).2011年I1月3日,我國(guó)科技工作者成功的使“神舟8號(hào)”飛船與“天宮1號(hào)”在太空實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。對(duì)接前,為對(duì)這兩個(gè)航天器的關(guān)鍵狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和判斷,某段時(shí)間內(nèi)讓它們?cè)谕粓A形軌道上同方向運(yùn)行,如圖所示。為了拉近兩者間的距離,對(duì)“神舟8號(hào)”還要不斷的變軌。以下說法正確的是(  )

   A.若“神舟8號(hào)”向運(yùn)動(dòng)的相反方向噴氣加速后,它將能沿此軌道追上“天宮l號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接

    B.若“神舟8號(hào)”向運(yùn)動(dòng)的相反方向噴氣加速后,它將降低軌道運(yùn)行

    C.若“神舟8號(hào)”向運(yùn)動(dòng)的相同方向噴氣減速后,它將降低軌道運(yùn)行

    D.若“神舟8號(hào)”向運(yùn)動(dòng)的相同方向噴氣減速后,它將升高軌道運(yùn)行

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