如圖所示,半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面上,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與環(huán)面平行.一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上,可沿環(huán)做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng),若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí),速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用,試計(jì)算:

(1)速度vA的大;

(2)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí),對(duì)環(huán)在水平方向的作用力.

解析:(1)在A點(diǎn),小球在水平方向只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:qE=m

所以小球在A點(diǎn)的速度vA=.

(2)在小球從A到B的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理,電場(chǎng)力做的正功等于小球動(dòng)能的增加量,即2qEr=mvB2-mvA2,

小球在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律,在水平方向有Fb-qE=m

解以上兩式,小球在B點(diǎn)對(duì)環(huán)的水平作用力為Fb=6qE.

答案:(1)vA=  (2)FB=6Qe

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如圖所示,半徑為R的光滑半圓軌道豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速率進(jìn)入軌道,A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)軌道的壓力為3mg,B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)軌道的壓力恰好為零,求:
(1)A、B兩球從C點(diǎn)飛出的速度分別為多少?
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(2)小球A撞擊輕質(zhì)彈簧的過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少.

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(1)m1經(jīng)過(guò)圓弧最低點(diǎn)a時(shí)的速度;
(2)若m1到最低點(diǎn)時(shí)繩斷開(kāi),m1與m2之間必須滿足什么關(guān)系?

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A、
μgr
B、
μg
C、
g
r
D、
g
μr

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