一道关于库仑力和向心力的物理题

2024-11-27 14:28:45
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回答(1):

一开始,小球获得一定的速度,此时,小球和外轨之间有一定的压力和摩擦力,导致小球因为摩擦消耗了能量,所以每次到达最低端的时候速度都变小,这是一个渐变的过程,此时小球和内轨之间没有相互作用力。然后渐渐地,小球和外轨之间在最低点处的相互作用力变为了0,此后做往复的摆动,此时小球和内轨之间在最低点处的相互作用力也为0。如果小球继续缺失能量,它和内轨之间在最低点处的相互作用力才能产生。

回答(2):

解:(1)假设没有摩擦力,则过程中机械能守恒,
因此由机械能守恒定律可知:(“²”代表平方)
1 /2 m(根号(2gR))²=mgh
解得:h=R,因此小球不可能到达最高点;
(2)根据经过一段时间后,小球在P、Q之间来回往复运动不止,则说明不再受到摩擦力作用,
则有当小球运动到最低点时,恰好由库仑力与重力提供向心力,
根据机械能守恒定律可得:mgR(1-cos37°)=1/2mv²
解得:v²=0.4gR
再由牛顿第二定律可得:F-mg=mv² /R
解得:F=1.4mg
(3)整个过程中小球在最低点速度最大时,则球对外轨的压力最大,
因此根据牛顿第二定律可得:F+N-mg=m(v0)²R
解得:N=1.6mg
(4)由于库仑力与速度方向始终垂直,所以库仑力不做功.即W库=0
再由动能定理对小球在整个过程中,则有Wf=
1/2 m(v0)²-1 /2 mv²=0.8mgR
答:(1)小球不能否通过最高点;
(2)小球与圆心点电荷的库仑力为1.4mg;
(3)整个过程中小球在最低点对外轨的最大压力为1.6mg;
(4)整个过程中小球克服摩擦所做的功Wf为0.8mgR和库仑力所做的功Wk为零.

应该对的吧,我们上课的时候做了一道类似的。

回答(3):

第二问与重力有关吗?不是求库仑力吗?