(12分)如圖所示,光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接。在過圓心O的水平界面的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的小球從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)離開圓軌道后,經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場(P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方,小球可視為質(zhì)點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)到C之前電量保持不變,經(jīng)過C點(diǎn)后電量立即變?yōu)榱悖。已知A、B間的距離為2R,重力加速度為g。在上述運(yùn)動(dòng)過程中,

α

 
D
 

求:①電場強(qiáng)度E的大小;
②小球在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速率;
③小球?qū)A軌道的最大壓力。
   ②   ③

試題分析:①設(shè)小球過C點(diǎn)時(shí)的速度為vc,小球從A到C的過程中由動(dòng)能定
理得           
由平拋運(yùn)動(dòng)可得  和
聯(lián)立可得
②設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到圓周D點(diǎn)時(shí)的速度最大且為v,如圖所示,OD與
豎直方向的夾角為α,由動(dòng)能定理

由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,當(dāng)α=45°時(shí)動(dòng)能最大
由此可得:
③由于小球在D點(diǎn)時(shí)的速度最大,且此時(shí)電場
力與重力的合力恰如沿半徑方向。所以
 代入數(shù)據(jù)得
點(diǎn)評(píng):本題學(xué)生要清楚小球在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入圓軌道后做圓周運(yùn)動(dòng),從C到P做平拋運(yùn)動(dòng),然后用相應(yīng)的規(guī)律去解題。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m,速度為v0的子彈,水平射入一固定的地面上質(zhì)量為M的木塊中,深入木塊的深度為L.如果將該木塊放在光滑的水平面上,欲使同樣質(zhì)量的子彈水平射入木塊的深度也為L,則其水平速度應(yīng)為__________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一木塊由A點(diǎn)自靜止開始下滑,沿ACEB運(yùn)動(dòng)且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好靜止,設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)μ處處相同,轉(zhuǎn)角處撞擊不計(jì),測得AB兩點(diǎn)連線與水平夾角為θ,則木塊與接觸面間μ為 (     )
A.cotθB.tanθC.cosθD.sinθ

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,粗糙的斜面下端與光滑的圓弧軌道相切于,整個(gè)裝置豎直放置,是最低點(diǎn),圓心角與圓心等高.圓弧軌道半徑0.5 m,斜面長,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量0.1 kg的小物體從斜面上端點(diǎn)無初速下滑,物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(已知,g=10m/s2)。求:

(1)物體第一次通過點(diǎn)時(shí)的速度大小和對(duì)點(diǎn)處軌道的壓力各為多大?
(2)物體第一次離開點(diǎn)后在空中做豎直上拋運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,則最高點(diǎn)點(diǎn)之間的高度差為多大?
(3)物體從空中又返回到圓軌道和斜面.多次反復(fù),在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體對(duì)點(diǎn)處軌道的最小壓力為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

現(xiàn)有一水平速度為V0的子彈,恰好能垂直射穿9塊疊在一起的厚度相等、材料相同固定的木板,若將子彈視為質(zhì)點(diǎn),子彈所受的阻力恒定,則子彈在剛穿過第五塊木板時(shí)的速率為:(  )
A.B. C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在2009年10月全運(yùn)會(huì)上,跳水運(yùn)動(dòng)員從10米高處的跳臺(tái)跳下,設(shè)水的平均阻力均為運(yùn)動(dòng)員體重的3倍,在粗略估算中,把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理,為了保證運(yùn)動(dòng)員的人身安全,池水深度至少為
A.1mB.3mC.5mD.7m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

真空中存在范圍足夠大、豎直方向的勻強(qiáng)電場,A、B為該勻強(qiáng)電場中的兩個(gè)等勢面。現(xiàn)有三個(gè)質(zhì)量相同、帶同種等量電荷的小球a、b、c,從等勢面A上的某點(diǎn)同時(shí)以相同速率v0分別沿豎直向下、水平向右和豎直向上方向開始運(yùn)動(dòng),如圖所示。經(jīng)過一段時(shí)間,三個(gè)小球先后通過等勢面B,則下列判斷正確的是

A.等勢面A的電勢一定高于等勢面B的電勢
B.a(chǎn)、c兩小球通過等勢面B時(shí)的速度相同
C.開始運(yùn)動(dòng)后的任一時(shí)刻,a、b兩小球的動(dòng)能總是相同
D.開始運(yùn)動(dòng)后的任一時(shí)刻,三個(gè)小球電勢能總是相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個(gè)絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場E中,在環(huán)的上端,一個(gè)質(zhì)量為m。帶電量為+q的小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng),則
A.小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒
B.小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大
C.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為(mg+qE)
D.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3(mg+qE)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上滑動(dòng),其滑動(dòng)的痕跡可以明顯地看出,這就是我們常說的剎車線.由剎車線的長短可以得知汽車剎車前后速度大小,因此剎車線的長度是分析交通事故的一個(gè)重要依據(jù).某汽車質(zhì)量為1.0×103 kg,剎車前正在做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中所受阻力是車重力的0.1倍.若剎車后在滑動(dòng)過程中該車所受阻力是車重力的0.7倍,剎車線長14 m,g取10 m/s2,求:
(1)剎車前該汽車的速度大小;
(2)剎車前該汽車牽引力的功率.

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