高一物理:光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆形轨道竖直放置,空间存在水平向右的匀强电场,场强为E,今有一质
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/10/06 10:59:46
高一物理:光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆形轨道竖直放置,空间存在水平向右的匀强电场,场强为E,今有一质
高一物理:光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD
光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆形轨道竖直放置,空间存在水平向右的匀强电场,场强为E,今有一质量为m,带电荷量为q的滑块,所受电场力大小等于重力滑块在A点由静止释放.若它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点,则AB至少为多长?
下面是答案:如图所示,滑块所受重力mg和电场力qE的合力F合与竖直方向成45°角,滑块只要过了P点便可以完成圆周运动到达D点.
故在P点,有:
根号[(qE)^2+(mg)^2]=(mv^2)/R……(1)
而qE=mg……(2)
对滑块由A到P的过程,由动能定理得:
qE•(AB-Rcos45°)-mg(R+Rsin 45°)=(mv^2)/2-0.……(3)
联立(1)(2)(3)式解得AB=(2+3√2R)/2
我就是不明白(3)式,为什么要AB-Rcos45°,R+Rsin 45°啊?请详细说明,谢谢.
高一物理:光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆形轨道竖直放置,空间存在水平向右的匀强电场,场强为E,今有一质
这涂鸦……好销魂
这里的P点应该是指D上方1/8圆弧的那个点吧.你的问题可以归结为为何P点在那里.
这涉及到“等效”的概念.可以看出,主角滑块在大背景下始终受到重力、压力、电场力.如果我们把电场力去掉,那么这个问题就很简单了,而所谓的P点也就变到了C、D的中间了,也就是B的正上方.
但是为何加了电场力后P就变了呢?因为滑块所受的引力场变了,滑块所处的场已经由原来单纯的重力场变为了重力场、电场的叠加场.这类问题的关键就是找出P点到底变到哪里去了?
很简单啦,将重力和电场力合成,但是……我们只要方向!没错,我们只要得到合成后的方向,将这个方向线延长,然后平移,使其过圆心,随后我们得到它与圆弧的两个交点,一个在D上方,一个在B上方,B上方的明显不符合要求(太矮啦,屌丝就这样出局了).
最后,我们得到了P点.
至此,此题已破.
至于AB-Rcos45°,R+Rsin 45°,指的就是P点的位置啊,从A到P,电场力在水平方向上不就是位移AB-Rcos45°么?重力在竖直方向上不就是位移R+Rsin 45°么?
答案是按照圆弧225度做的
您画的是270度
请核对
等效重力法,当只有重力而不存在电场力时,物块只要过了最高点就可以完成圆周运动,而此时有电场力,场力qE的合力F合与竖直方向成45°角,把合力等效成重力
要保证它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点,就要保证他能够恰好到达等效最高点,而在这一题中的等效最高点在BC之间,因此等效最高点在等效最低点的上方。
电势能只是qe*距离,这里的距离是AP间的垂直距离,所以是AB-Rcos45。
重力做功为R+Rsin45...
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要保证它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点,就要保证他能够恰好到达等效最高点,而在这一题中的等效最高点在BC之间,因此等效最高点在等效最低点的上方。
电势能只是qe*距离,这里的距离是AP间的垂直距离,所以是AB-Rcos45。
重力做功为R+Rsin45
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