如圖所示,半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一個質(zhì)量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,珠子所受的電場力是其重力的
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倍,將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放,那么珠子所能獲得的最大動能是多少?
分析:從小球受力來看,初始階段會在電場力和重力作用下做加速運(yùn)動,但是由于電場力小于重力,因此在運(yùn)動到某一位置時,重力與彈力在水平方向的分力等于電場力,物體加速過程結(jié)束.
解答:解:受力平衡時,小球動能最大.受力平衡之前合力做正功動能增加,受力平衡之后合力做負(fù)功動能減少.
設(shè)小球與豎直方向夾角為θ時,重力與彈力的合力等于電場力
由三力平衡時的閉合三角形定則知受力如圖:


tanθ=
F
mg
=
3
4

得θ=37°
從運(yùn)動至動能最大此過程重力做負(fù)功,電場力做正功,支持力始終垂直于v,所以不做功
由動能定理得:W-G=Ek
即為:Fd-mgH=Ek   
得:Ek=0.75mgrsin37°-mgr(1-cos37°)=
mgr
4

答:珠子所能獲得的最大動能是
mgr
4
點(diǎn)評:本題重點(diǎn)是要判定什么時候達(dá)到最大動能,這個是有受力決定的,因此就轉(zhuǎn)而分析受力,受力平衡時物體的動能達(dá)到最大,在根據(jù)受力平衡感確定出來最大動能的位置,最終才能求最大動能.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,半徑為R的光滑半圓軌道豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速率進(jìn)入軌道,A通過最高點(diǎn)C時,對軌道的壓力為3mg,B通過最高點(diǎn)C時,對軌道的壓力恰好為零,求:
(1)A、B兩球從C點(diǎn)飛出的速度分別為多少?
(2)A、B兩球落地點(diǎn)間的距離.

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如圖所示,半徑為R的vt-sB=l光滑圓弧軌道豎直放置,底端與光滑的水平軌道相接,質(zhì)量為m的小球B靜止光滑水平軌道上,其左側(cè)連接了一輕質(zhì)彈簧,質(zhì)量為m的小球A自圓弧軌道的頂端由靜止釋放,重力加速度為g,小球可視為質(zhì)點(diǎn).
求:(1)小球A滑到圓弧面底端時的速度大。
(2)小球A撞擊輕質(zhì)彈簧的過程中,彈簧的最大彈性勢能為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R的
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圓弧支架豎直放置,支架底ab離地的距離為4R,圓弧邊緣C處有一小定滑輪,一輕繩兩端分別系著質(zhì)量分別為m1與m2的物體,掛在定滑輪兩邊,切m1>m2,開始時m1、m2均靜止,切m1、m2視為質(zhì)點(diǎn)(不計一切摩擦),求:
(1)m1經(jīng)過圓弧最低點(diǎn)a時的速度;
(2)若m1到最低點(diǎn)時繩斷開,m1與m2之間必須滿足什么關(guān)系?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R的半圓軌道BC豎直放置.一個質(zhì)量為m 的小球以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā),經(jīng)AB段進(jìn)入半圓軌道,在B點(diǎn)時對軌道的壓力為7mg,之后向上運(yùn)動完成半個圓周運(yùn)動恰好到達(dá)C點(diǎn).試求:
(1)小球上升過程中克服阻力做功;
(2)小球從C點(diǎn)飛出后,觸地時重力的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為r的圓筒,繞豎直中心軸OO′旋轉(zhuǎn),小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)要使a不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω至少為(  )
A、
μgr
B、
μg
C、
g
r
D、
g
μr

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