题目
题型:徐汇区二模难度:来源:
(1)小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1;
(2)若杆与竖直方向的夹角换成不同的值,小球滑到B时的速度也会不同,为使小球滑到杆的B端时的速度最大,某同学认为应使杆沿竖直方向放置,因为这样重力做的功最多.你认为是否正确,若认为是正确的,请求出此最大速度v2,若认为不正确,请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角及此最大速度v2.
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答案
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(1)对小球进行受力分析有:
小球所受电场力大小为Fe=qE=3×10-5×106N=30N,
垂直于杆方向有:FN=mgsinθ-Fecosθ=(40×0.8-30×0.6)N=14N,
摩擦力大小为Ff=μ FN=0.5×14N=7N,
小球从最高点运动到最低点过程中,由动能定理得:
(Fesinθ+mgcosθ-Ff)L=
1 |
2 |
代入数据可解得v1=6.4m/s
(2)某同学的说法不正确,因为此时虽然重力做功多了但是电场力不做功了,而且克服摩擦力做功也多了,所以末动能不是最大.
为使小球到达B点时的速度最大,只要重力与电场力做的功最多而克服摩擦力做的功最小,则杆应沿重力与电场力的合力方向,即与竖直方向夹角为θ=37°此时摩擦力为0,
由动能定理得:
(Fesinθ+mgcosθ)L=
1 |
2 |
解得v2=7.07m/s
答:(1)小球滑到低端时的速度大小为6.4m/s;
(2)该同学说法不正确,小不过滑到低端时的最大速度为7.07m/s.
核心考点
试题【如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为θ=53°,一质量为m=4kg、电荷量为q=+3×10-5C的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=】;主要考察你对动能定理及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
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(2)写出从滑块开始运动到与木板分离的过程中木板增加的机械能随时间变化的函数关系式.
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(1)金属球在最高点受到的库仑力多大?
(2)金属球在最高点的速度至少多大?
(3)如果金属球在最高点的速度为V,则它通过最低点时的速度多大?
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(1)两物体在水平地面上运动时的速度大小?
(2)在整个运动过程中,杆对B物体所做的功?
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