1、填空题 在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ.则小球电性为______(填正电或负电),经过最低点时细线对小球的拉力为______.
参考答案:依题,小球无初速度释放后做圆周运动,则小球带正电,否则小球做直线运动.
设细线长度为L.根据动能定理得
小球从释放到最低点的过程:mgL-qEL=12mv2? ①
小球无初速度释放摆到最低点的另一侧的过程:mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0? ②
小球最低点时
根据牛顿第二定律得
? F-mg=mv2L? ③
联立以上三式得
? F=mg(3-2cosθ)1+sinθ
故答案为:mg(3-2cosθ)1+sinθ
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 固定在水平地面上的光滑半球形曲面,半径为R,已知重力加速度为g.一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下,滑块脱离球面时的向心加速度大小为______,角速度大小为______.
参考答案:设小球运动的竖直距离为h时,刚好脱离曲面,则有:
mgR-hR=mv2R①
由动能定理得:
12mv2=mgh②
由①②解得:v2R=23g
根据ω=vR得:
ω=
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,一长度为R的轻质细绳与质量为m的小球相连,悬挂于O点.现将小球从水平位置P点自由释放.求:
(1)当细绳摆到竖直位置时小球的速度大小;
(2)当细绳摆到竖直位置时此时小球所受拉力的大小.
参考答案:(1)小球下摆的过程中,机械能守恒,
mgR=12mv2
得:v=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在水平面直线MN的上方有一方向与MN成30°角的斜向右下方的匀强电场,电场区域足够宽,场强大小为E.在MN下方有一半径为R的圆形区域,圆心为O,圆O与MN相切于D点,圆形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场.在MN上有一点C,圆心O与C点的连线和电场线平行,在OC的延长线上有一点P,P点到边界MN的垂直距离为0.5R.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点静止释放.已知圆形磁场的磁感应强度大小为
,不计粒子的重力.求: (1)粒子在磁场中的运动半径r; (2)粒子最终离开电场时的速度v.
参考答案:解(1)设粒子从C点射电场时速度为 由动能定理?qER2sin30°=12mV21 ∴V1=
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 有一竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成,如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的,现在轨道最低点A放一个质量m的小球,并给小球一个水平向右的初速度v0,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,且又能沿BFA轨道回到A点,小球回到A点时轨道的压力为4mg. 在求小球由BFA回到A点的速度vA时,甲同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg,故4mg=m ,得vA=2 在求小球在A点的初速度v0时,乙同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故小球在B点的速度为零,则有:mv02=2mgR,得v0=2 试按以下要求作答: (1)你认为甲、乙两同学的解法是否正确?若不正确,请给出正确解法. (2)在小球由B点沿BFA轨道返回A点的过程中,求小球克服摩擦力做的功.
参考答案:(1)甲同学的解法不正确 正确解法: 由于小球回到A点时轨道压力为4mg,则有: 4mg-mg=mvA2R?① 得vA=
本题解析:
本题难度:一般
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