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如图所示,固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道,由一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接...

如图所示,固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道,由一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道半径为R.一质量为m的小物块(可视为质点)从斜直轨道上的A点由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.A点距轨道最低点的竖直高度为4R.已知重力加速度为g.
(1)求小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小和轨道对小物块支持力F的大小;
(2)现使小物块带电,其电荷量为+q,
a.若在空间加一竖直向下的匀强电场,小物块仍从A点由静止开始下滑,小物块到达C点时,轨道对小物块的支持力为2F,求所加匀强电场场强E的大小;
b.若在空间加一垂直纸面向里的匀强磁场,小物块仍从A点由静止开始下滑,小物块到达C点时,轨道对小物块的支持力为manfen5.com 满分网,求所加匀强磁场磁感应强度B的大小.

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(1)A到C的过程中机械能守恒,且在C点时,重力和轨道与小球的支持力的合力提供向心力,列出公式,即可求得小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小和轨道对小物块支持力F的大小, (2)若在空间加一竖直向下的匀强电场,仍然可以根据动能定律和向心力的公式求得结果;若在空间加一垂直纸面向里的匀强磁场,洛伦兹力不做功,但在最高点时,洛伦兹力、重力与支持力的和提供向心力. 【解析】 (1)根据机械能守恒定律有 所以 根据牛顿第二定律有 所以F=3mg (2)a.设加电场后小物块到达C点时的速度为v1,根据动能定理和牛顿第二定律有 又因为F=3mg 所以 b.设加磁场后小物块到达C点时的速度为v2,根据动能定理和牛顿第二定律有 又因为F=3mg 所以 答:(1)求小物块通过圆形轨道最高点C时速度为,轨道对小物块支持力F=3mg; (2)所加匀强电场场强;所加匀强磁场磁感应强度.
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考点分析:
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B.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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