一道关于复合场的高二物理题如图所示,在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1×10^4N/C.场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道,轨道的内侧有一质量为m=0.4kg,带电量为q=+3×10^(-4)
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/04 01:04:45
![一道关于复合场的高二物理题如图所示,在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1×10^4N/C.场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道,轨道的内侧有一质量为m=0.4kg,带电量为q=+3×10^(-4)](/uploads/image/z/7789896-0-6.jpg?t=%E4%B8%80%E9%81%93%E5%85%B3%E4%BA%8E%E5%A4%8D%E5%90%88%E5%9C%BA%E7%9A%84%E9%AB%98%E4%BA%8C%E7%89%A9%E7%90%86%E9%A2%98%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E5%9C%A8%E6%9F%90%E7%AB%96%E7%9B%B4%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E5%86%85%E6%9C%89%E4%B8%80%E6%B0%B4%E5%B9%B3%E5%90%91%E5%8F%B3%E7%9A%84%E5%8C%80%E5%BC%BA%E7%94%B5%E5%9C%BA%2C%E5%9C%BA%E5%BC%BAE%3D1%C3%9710%5E4N%2FC.%E5%9C%BA%E5%86%85%E6%9C%89%E4%B8%80%E5%8D%8A%E5%BE%84R%3D2m%E7%9A%84%E5%85%89%E6%BB%91%E7%AB%96%E7%9B%B4%E7%BB%9D%E7%BC%98%E7%8E%AF%E5%BD%A2%E8%BD%A8%E9%81%93%2C%E8%BD%A8%E9%81%93%E7%9A%84%E5%86%85%E4%BE%A7%E6%9C%89%E4%B8%80%E8%B4%A8%E9%87%8F%E4%B8%BAm%3D0.4kg%2C%E5%B8%A6%E7%94%B5%E9%87%8F%E4%B8%BAq%3D%2B3%C3%9710%5E%EF%BC%88-4%EF%BC%89)
一道关于复合场的高二物理题如图所示,在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1×10^4N/C.场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道,轨道的内侧有一质量为m=0.4kg,带电量为q=+3×10^(-4)
一道关于复合场的高二物理题
如图所示,在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1×10^4N/C.场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道,轨道的内侧有一质量为m=0.4kg,带电量为q=+3×10^(-4)的小球,它恰能沿圆环作圆周运动.取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点,求:(1)小球的机械能的最小值;(2)重力势能和电势能的和的最小值.
一道关于复合场的高二物理题如图所示,在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1×10^4N/C.场内有一半径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道,轨道的内侧有一质量为m=0.4kg,带电量为q=+3×10^(-4)
1.重力和电场力的合力的大小为 F合=[(mg)^2+(Eq)^2]^0.5=5N,方向为向右下与水平成arctan4/3
所以小球速度最小时的向心力为5N,最小速度为5m/s.
总能量等于机械能加电势能,所以当电势能最大时机械能最小,此时,小球位于轨道左端.动能Ek=Ek(min)+mgR*0.8-EqR*(1-0.6)=9J
重力势能Ep=mgR=8J,所以机械能E=9+8=17J
2.重力势能和电势能的和的最小时动能最大,此时小球处于右下方,其与圆心连线和水平的夹角为arctan4/3,
所以E=Ee+Eg=-EqR*0.6+mgR*(1-0.8)=-3.6+1.6=-2J
(1)机械能最小就是电场力做负功最多。就是于圆心水平的左方。 势能=重力势能+电势能=mg*R-qE*R (2)重力与电场力合成。竖直方向:mg=4N 水平方向:F=3N 所以两力合成得F合=5N 与水平方向夹角53° 所以等效势能最低点 就是如图过圆心作与水平方向53°的直线交轨道右下方的交点,就是势能和最低点。势最小值=重力势能+电势能=mg*R*(1-sin53°)-qE*R*cos53°