如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑的絕緣細(xì)桿AC與半徑為R的圓交于B、C兩點,在圓心O處固定一正電荷,B為AC的中點,C位于圓周的最低點.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止開始沿桿下滑.已知重力加速度為g,A、C兩點的豎直距離為3R,小球滑到B點時的速度大小為2
gR
.求:
(1)小球滑至C點時的速度大小;
(2)A、B兩點間的電勢差UAB
分析:(1)小球A到B過程和由A到C過程,由動能定理分別列出等式求解.
(2)根據(jù)上面的求解結(jié)果即可解答.
解答:解:(1)小球由A到B過程,由動能定理得
mg
3
2
R-qUAB=
1
2
m(2
gR
)2

小球由A到C過程,由動能定理得
mg3R-qUAC=
1
2
mυc2

其中,UAB=UAC
由①②③式可得小球滑至C點時的速度大小為vC=
7gR

(2)由①式可得A、B兩點間的電勢差
UAB=-
mgR
2q

答:(1)小球滑至C點時的速度大小是
7gR
;
(2)A、B兩點間的電勢差UAB=-
mgR
2q
點評:本題關(guān)鍵根據(jù)動能定理列式分析,切入點在于圓周為等勢面,小球從A到C和A到B電場力做功相等.
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(2008?廣州二模)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強電場,同一豎直平面內(nèi)水平拉直的絕緣細(xì)線一端系一帶正電的小球,另一端固定于0點,已知帶電小球受到的電場力大于重力,小球由靜止釋放,到達(dá)圖中豎直虛線前小球做( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的
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圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點距地面高度h=1.25m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點由靜止釋放,到達(dá)最低點時以一定的水平速度離開軌道,落地點距軌道最低點的水平距離s=0.8m.空氣阻力不計,取g=l0m/s2,求:
(1)小滑塊離開軌道時的速度大。
(2)小滑塊在軌道上運動的過程中,摩擦力所做的功.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定兩個很靠近的同心圓形軌道,外軌道ABCD光滑,內(nèi)軌道A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑,一質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道的最低點A,以初速度v0向右運動,球的尺寸略小于兩圓間距,已知圓形軌道的半徑R=0.32m,取g=10m/s2
(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少
(2)若v0=3.8m/s,經(jīng)過一段時間小球到達(dá)最高點,內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N,則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球?qū)⒃贐AD間做往復(fù)運動,則小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少.

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