早教吧作业答案频道 -->物理-->
在光滑绝缘水平面上固定一个内壁光滑的竖直圆筒S,其俯视图如图,圆筒半径为1m.圆筒轴线与水平面的交点O处用一根不可伸长的长0.5m的绝缘细线系住质量为0.2kg,电量为5×10-5C的带
题目详情
在光滑绝缘水平面上固定一个内壁光滑的竖直圆筒S,其俯视图如图,圆筒半径为1m.圆筒轴线与水平面的交点O处用一根不可伸长的长0.5m的绝缘细线系住质量为0.2kg,电量为5×10 -5 C的带正电小球.水平方向有一匀强电场E=4×10 4 N/C,方向如图所示.小球从图示位置(细线和电场线平行)以v 0 =10m/s垂直于场强方向运动.当小球转过90°时细线突然断裂.求: (1)细线断裂时小球的速度大小; (2)若在圆心O处用一根牢固、不可伸长、长为0.5m的绝缘细线系住小球(质量和电量均不变),小球从原位置以初速度10m/s垂直于场强方向开始运动,为保证小球运动过程中细线始终不松弛,求电场强度E大小的取值范围; (3)在(1)的情况下,细线断裂后小球继续运动并与筒壁碰撞,若小球与筒内壁碰后不反弹,求小球继续沿筒内壁运动的最小速度. |
▼优质解答
答案和解析
(1)从开始到转过90°的过程中,根据动能定理,有: -qEL=
解得: v 1 =3
(2)分两种情况: ①从图示位置转过90 0 ,小球速度减为0,则: -qE 1 L=0-
解得: E 1 =4×10 5 N/C ②从图示位置转过180 0 ,绳刚好松弛,则: -q E 2 •2r=
在速度最小点,电场力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有: q E 2 =m
解得: E 2 =1.6×10 5 N/C 所以E≤1.6×10 5 N/C或E≥4×10 5 N/C. (3)细线断裂后,做匀减速直线运动直到碰到圆筒,设碰前瞬间速率为v 2 ,则 -qE•
解得 v 2 =
小球碰筒壁后,沿圆筒切向速度为: v 3 =v 2 sin30° 对小球继续做圆周运动过程,根据动能定理,有: -qE•r(1-cos30°)=
解得最小速率: v 4 =
答:(1)细线断裂时小球的速度大小为9.49m/s. (2)为保证小球接下来的运动过程中细线都不松弛,电场强度E的大小范围E≤1.6×10 5 N/C或E≥4×10 5 N/C. (3)小球碰到圆筒内壁后不反弹,沿圆筒内壁继续做圆周运动中的最小速度值为3.94m/s. |
看了 在光滑绝缘水平面上固定一个内...的网友还看了以下:
如图,已知二次函数y=ax*2+bx+c的图像经过A(1,0),B(5,0),C(0,5)三点.( 2020-05-15 …
圆x2+y2-2x-6y+9=0关于直线2x+y+5=0对称的圆的方程是.顺便讲解一下解这些题目的 2020-05-16 …
双曲线问题(与准线有关).设A为双曲线x^2/16-y^2/9=1右支上一动点,F为该双曲线的右焦 2020-06-07 …
求解一道C++选择题以下数组定义正确的是()A.chari=5,a[5]='0'B.inti=5, 2020-07-09 …
如图所示,是交流发电机及其外电路的示意图.发电机转子线圈是匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为 2020-07-16 …
已知F为双曲线C:-=1的左焦点,P,Q为C上的点.若PQ的长等于虚轴长的2倍,点A(5,0)在线 2020-07-21 …
x-y+5=0直线的问题x-y+5=0直线和x+y=0直线怎么画图类似的直线方程都怎样画图 2020-07-25 …
已知圆C:x^2+y^2=9,点A(-5,0),直线l:x-2y=0.在直线OA上(O为坐标原点) 2020-07-31 …
直接写出得数.6.z+5.5=i50×6=c.5×i00=五五.c+i9.9=z.五8÷五=五.3× 2020-10-30 …
算一道数学题抽到其他山的数字纸条几率=C(5,0)C(44,7)/C(49,7)=44!/(7!37 2020-12-02 …