光滑绝缘的圆形轨道竖直放置,半径为R,在其最低点A处放一质量为m的带电小球,整个空间存在匀强电场
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解决时间 2021-02-24 19:53
- 提问者网友:姑娘长的好罪过
- 2021-02-24 03:59
光滑绝缘的圆形轨道竖直放置,半径为R,在其最低点A处放一质量为m的带电小球,整个空间存在匀强电场,使小球受到电场力的大小为 三分之根号三 ,方向水平向右,现给小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道向上运动,若小球刚好能做完整的圆周运动,求速度v0
最佳答案
- 五星知识达人网友:未来江山和你
- 2021-02-24 05:20
1. 亲,你可以这么想,电场力是恒力,重力是恒力,那么他们2个的合力就是等效的重力,原题是不是电场力大小是三分之根号三mg呢?不然怎么跟重力mg一起算呢。那么电场力跟重力的合力即等效重力。现在题就可以变成小球只受一个等效重力的问题了(支持力不做功,不用理它。)那么沿着力的方向走(当然做的是曲线运动,分为沿着等效重力的和垂直于等效重力的,只看沿着力的方向的分运动),力做正功,速度变大,然后呢,要是与力的方向相反(还是只看分运动),力做负功,速度变小。那么怎么样才能满足正好完整一圈的。
2. !!!!这类问题分为两种,一种是绳子拉着球转的类型,恰好的条件是最高点重力正好做向心力。另一种是棍子支撑着的,则是最高点速度为0.题设是哪种呢?是绳子的,因为轨道只能提供向圆心方向的,跟绳子只能拉一个道理。不过注意,最高点指的是等效重力后的最高点,不是你直接看上去的那个最高点。对于这个题而言是在轨道最高点偏左的位置(等效重力朝右下,反向延长线与轨道交点就是)。那么以下是解题步骤,思路没问题的放心。
3. 可以发现,重力mg和电场力合成等效重力2mg。正好是个30度60度90度构成的那个特殊三角形。一切easy啦。(如果不是的话计算就要用三角函数表示,或者是相似,道理一样)几何计算可得。当球到等效最高点的时候等效重力作用的距离(图中的那条长的粗线),是什么呢?
4. 是(R+二分之根号三R)设到达等效最高点的时候速度是v1.那么
v0^2-v1^2=2mg*(R+二分之根号三R) 动能定理(或者是能量守恒,一个道理)
2mg=m*(v1^2/R) 等效重力提供向心力
可解出,v0=自己算吧亲。。手头没有笔
我刚高考完,很可靠哦亲~~木有问题哦~~~图片半天传不上来。要是你懂了的话我就不传啦。。
2. !!!!这类问题分为两种,一种是绳子拉着球转的类型,恰好的条件是最高点重力正好做向心力。另一种是棍子支撑着的,则是最高点速度为0.题设是哪种呢?是绳子的,因为轨道只能提供向圆心方向的,跟绳子只能拉一个道理。不过注意,最高点指的是等效重力后的最高点,不是你直接看上去的那个最高点。对于这个题而言是在轨道最高点偏左的位置(等效重力朝右下,反向延长线与轨道交点就是)。那么以下是解题步骤,思路没问题的放心。
3. 可以发现,重力mg和电场力合成等效重力2mg。正好是个30度60度90度构成的那个特殊三角形。一切easy啦。(如果不是的话计算就要用三角函数表示,或者是相似,道理一样)几何计算可得。当球到等效最高点的时候等效重力作用的距离(图中的那条长的粗线),是什么呢?
4. 是(R+二分之根号三R)设到达等效最高点的时候速度是v1.那么
v0^2-v1^2=2mg*(R+二分之根号三R) 动能定理(或者是能量守恒,一个道理)
2mg=m*(v1^2/R) 等效重力提供向心力
可解出,v0=自己算吧亲。。手头没有笔
我刚高考完,很可靠哦亲~~木有问题哦~~~图片半天传不上来。要是你懂了的话我就不传啦。。
全部回答
- 1楼网友:枭雄戏美人
- 2021-02-24 06:09
解:滑块所受的重力与电场力的合力大小为f=
mg,方向与水平方向成45°斜向右下方.
滑块刚好在圆轨道内做完整的圆周运动时,设通过e点时恰好由重力与电场力的合力f提供向心力,则有:
f=m
可解得:e点的速度为 ve=
设ab的最小长度为smin,滑块从a到e点的过程,根据动能定理得:
qe(smin-rsin45°)-mgr(1+cos45°)=
m
又qe=mg
解得:smin=(1+
)r
故答案为:(1+
)r或约3.12r.
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