【題目】如圖所示，空間有場強(qiáng)E=1.0×102V/m，豎直向下的電場，長L=0．8m不可伸長的輕繩固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m=0.5kg的帶電量q=5×10-2C的小球。拉起小球至繩水平后在A點(diǎn)無初速度釋放，當(dāng)小球運(yùn)動至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時繩恰好斷裂，小球繼續(xù)運(yùn)動并垂直打在同一豎直平面且與水平面成53°、無限大的擋板MN上的C點(diǎn)，試求：（1）繩子的最大張力

（2）A、C兩點(diǎn)的電勢差

（3）當(dāng)小球運(yùn)動至C點(diǎn)時，突然施加一恒力F作用在小球上，同時把擋板迅速水平向右移至某處，若小球仍能垂直打在擋板上，求所加恒力的最小值。

【答案】（1）30N；（2）125V；（3）8N；

【解析】（1）A→B由動能定理及圓周運(yùn)動知識有：

（mg+qE）L＝mvB2…①

T（mg+qE）＝m…②

聯(lián)解①②得：T=30N…③

（2）A→C由功能關(guān)系及電場相關(guān)知識有：

（mg+qE）hAC＝mvC2…④

vCsinθ=vB…⑤

UAC=EhAC…⑥

聯(lián)解④⑤⑥得：UAC=125V…⑦

（3）由題可知施加恒力F后小球必須做勻速直線或勻加速直線運(yùn)動，才能垂直打在檔板上．設(shè)恒力F與豎直方向的夾角為α，作出小球的受力矢量三角形分析如圖所示．則由矢量三角形可知：當(dāng)F與F合（或運(yùn)動）的方向垂直時，F(xiàn)有最小值而無最大值…⑧

由矢量三角形圖有：Fmin=（mg+qE）sinθ…⑨

θ≤（α+θ）≤180°…⑩

聯(lián)解⑨⑩得：F≥8N…（11） 0°＜α＜127°…（12）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的空間中存在著水平正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，從A點(diǎn)沿AB、AC方向絕緣地拋出兩帶電小球，關(guān)于小球的運(yùn)動情況，下列說法正確的是（ ）

A. 從AB、AC拋出的小球都可能做直線運(yùn)動

B. 只有沿AC拋出的小球才可能做直線運(yùn)

C. 做直線運(yùn)動的小球帶正電，而且一定是做勻速直線運(yùn)動

D. 做直線運(yùn)動的小球機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度v0做勻速直線運(yùn)動，在t＝0時開始受到恒力F作用，速度大小先減小后增大，其最小值為v＝0.5v0，由此可判斷

A. 質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動

B. 質(zhì)點(diǎn)受力F作用后可能做圓周運(yùn)動

C. t＝0時恒力F與速度v0方向間的夾角為60°

D. 時，質(zhì)點(diǎn)速度最小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平桌面上A點(diǎn)處靜止有一輛可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m=0.2 kg的電動小車，以恒定的功率P=3 W啟動并向右運(yùn)動，當(dāng)速度為v1=2m/s時加速度為a1=2.5 m/s2，出發(fā)后經(jīng)過時間t=0.5 s小車運(yùn)動到水平桌面的右側(cè)邊緣B點(diǎn)時剛好加速到最大速度，而后關(guān)閉電動小車的電源，小車從B點(diǎn)飛出，沿切線方向從C點(diǎn)進(jìn)入固定的光滑圓弧軌道CDEF，并沿軌道恰好通過最高點(diǎn)F. 已知FOD豎直，COE為圓弧的一條直徑，圓弧CD的圓心角θ=53°，重力加速度g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）小車在水平桌面上運(yùn)動過程中受到的阻力大小f；

（2）小車在B點(diǎn)的速度大小vm；

（3）平臺末端B點(diǎn)到C點(diǎn)的豎直高度；

（4）現(xiàn)將半圓槽上半部的EF部分去掉，小滑塊從E點(diǎn)脫離半圓槽后繼續(xù)上升離E點(diǎn)的最大高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某同學(xué)在教室中站在體重計上研究超重與失重．她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程．關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法中正確的是（ ）

A. 只有“起立”過程，才能出現(xiàn)失重的現(xiàn)象

B. 只有“下蹲”過程，才能出現(xiàn)超重的現(xiàn)象

C. “起立”、“下蹲”的過程，都能出現(xiàn)超重和失重的現(xiàn)象

D. “下蹲”的過程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運(yùn)動軌跡，粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，可以判定（ ）

A. M點(diǎn)的場強(qiáng)大于N點(diǎn)的場強(qiáng)

B. M點(diǎn)的電勢小于N點(diǎn)的電勢

C. 粒子在M點(diǎn)受到的電場力小于在N點(diǎn)受到的電場力

D. 粒子在M點(diǎn)的速度大于在N點(diǎn)時的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)：如圖所示，一小球以速度沖向光滑斜面，并能沿斜面高，則下列結(jié)論可以寫入探究報告的是（______）

A. 若把斜面從點(diǎn)鋸斷，小球沖出點(diǎn)后仍能升高

B. 若把斜面彎成所示的弧形，小球仍能沿升高

C. 若把斜面彎成所示的半弧形，小球仍能沿升高

D. 若使小球能沿半圓形軌道到達(dá)頂點(diǎn)，則小球沿斜面運(yùn)動時一定會沖出點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一球形人造衛(wèi)星的最大橫截面積為、質(zhì)量為，在軌道半徑為的高空繞地球做圓周運(yùn)動．由于受到稀薄空氣阻力的作用，導(dǎo)致衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑逐漸變�。l(wèi)星在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)很多圈之后，其軌道的高度下降了，由于，所以可以將衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的每一圈均視為勻速圓周運(yùn)動．設(shè)地球可看成質(zhì)量為的均勻球體，萬有引力常量為．

（）求人造衛(wèi)星在軌道半徑為的高空繞地球做圓周運(yùn)動的周期．

（）取無窮遠(yuǎn)處為零勢能點(diǎn)，當(dāng)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑為時，衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)具有的勢能可表示為．請估算人造衛(wèi)星由半徑為的圓軌道降低到半徑為的圓軌道的過程中，機(jī)械能的變化．

（）某同學(xué)為估算稀薄空氣對衛(wèi)星的阻力大小，做出了如下假設(shè)：衛(wèi)星運(yùn)行軌道范圍內(nèi)稀薄空氣的密度為，且為恒量；稀薄空氣可看成是由彼此不發(fā)生相互作用的顆粒組成的，所有的顆粒原來都靜止，它們與人造衛(wèi)星在很短時間內(nèi)發(fā)生碰撞后都具有與衛(wèi)星相同的速度，在與這些顆粒碰撞的前后，衛(wèi)星的速度可認(rèn)為保持不變．在滿足上述假設(shè)的條件下，請估算空氣顆粒對衛(wèi)星在半徑為軌道上運(yùn)行時，所受阻力大小的表達(dá)式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知萬有引力常量是G，在下列各組物理數(shù)據(jù)中，能夠估算月球質(zhì)量的是

A. 月球繞地球運(yùn)行的周期及月、地中心距離

B. 繞月球表面運(yùn)行的飛船的周期及月、地中心距離

C. 繞月球表面運(yùn)行的飛船的周期及線速度...

D. 月球表面的重力加速度

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