如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,...

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如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,圆心O处固定有电荷量为Q的正点电荷.一质量为m、带电荷量为q的带负电小球(视为点电荷)恰好能在轨道内侧做圆周运动.已知静电力常量为k,斜面的倾角为θ,重力加速度大小为g,下列说法正确的是

如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,...

A.小球在轨道内侧做圆周运动的过程中机械能守恒

B.小球通过A点时的速度大小为如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第2张

C.小球通过C点时的速度大小为如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第3张

D.小球通过B、C两点时对轨道的压力大小之比为1︰3

【回答】

AC

【分析】

根据机械能守恒条件进行判断是否机械能守恒;

找出向心力的提供者,结合机械能守恒求解;

【详解】

A、小球在轨道内侧做圆周运动的过程中只有重力做功,机械能守恒,故选项A正确;

B、小球通过A点时有如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第4张,解得小球通过A点时的速度大小如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第5张,故选项B错误;

C、小球从A点运动到C点的过程中,根据机械能守恒定律有:如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第6张,解得小球通过C点时的速度大小为如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第7张,故选项C正确;

D、小球通过B点有:如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第8张,小球从A点运动到B点的过程中,根据机械能守恒定律有如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第9张,解得:如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第10张,根据牛顿第三定律可得小球通过B点时对轨道的压力大小为如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第11张,同理可得小球通过C点时对轨道的压力大小如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第12张,即小球通过B、C两点时对轨道的压力大小之比为如图所示,在光滑的绝缘斜面上固定半径为R的光滑圆形轨道,BD为水平直径,A、C两点分别为轨道的最高点、最低点,... 第13张,故选项D错误.

【点睛】

本题考查机械能守恒与曲线运动相结合的问题,关键对物体进行受力分析,找出向心力的提供者,结合机械能守恒进行求解即可.

知识点:机械能守恒定律

题型:选择题

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