题文
(8分)如图,一绝缘细圆环半径为r,环面处于水平面内,场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用(设地球表面重力加速度为g).则:
(1)小球经过A点时的速度大小vA是多大?
(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球的速度是多大?圆环对小球的作用力大小是多少?
(3)若Eq=mg,小球的最大动能为多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
(1)小球在水平面内沿圆环作圆周运动,由题意,在A点电场力提供向心力,则有:
…①
解得:
…②
(2)球从A到B点的过程中,由动能定理得:
…③
解得:
…④
球在B点受到圆环作用力F的水平分力为Fx,则:
即Fx=6qE…⑤
又圆环对球作用力F的竖直分力大小等于小球的重力,所以:
…⑥
(3)若
,由qE=mg.由于球只受到重力和电场力的作用,并且重力和电场力的大小相等,当两个力的合力沿半径向外时,如图所示经过D点时,
动能最大,CD与竖直方向的夹角为45°,根据动能定理得:
从A→B:
解得球最大动能为
.
考点
据考高分专家说,试题“(8分)如图,一绝缘细圆环半径为r,环面.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。
受力分析
受力分析:
1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。



