【題目】如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道平滑連接，半圓形軌道的半徑，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度。現(xiàn)有一電荷，質(zhì)量的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)，然后落至水平軌道上的點(diǎn)（圖中未畫出）。取。試求：

（1）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小。

（2）點(diǎn)到點(diǎn)的距離。

（3）帶電體在從開始運(yùn)動(dòng)到落至點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】（1）6.0N （2）0 （3）1.17J

【解析】

（1）設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時(shí)的速度為，依據(jù)牛頓第二定律有

解得。

設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時(shí)的速度為，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為，帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有:

聯(lián)立解得，

根據(jù)牛頓第三定律帶電體對(duì)軌道的壓力。

（2）設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有

，

聯(lián)立解得0。

（3）由P到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過程中，在此過程中只有重力和電場(chǎng)力做功，這兩個(gè)力大小相等，其合力與重力方向成45°夾角斜向右下方，故最大速度必出現(xiàn)在B點(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為45°處。

設(shè)帶電體的最大動(dòng)能為，根據(jù)動(dòng)能定理有

代入數(shù)據(jù)解得.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率為0.5W，實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A．直流電源3 V(內(nèi)阻不計(jì))

B．直流電流表0～300mA(內(nèi)阻約為5Ω)

C．直流電流表0～3A(內(nèi)阻約為0.025Ω)

D．直流電壓表0～3V(內(nèi)阻約為3.0kΩ)

E．滑動(dòng)變阻器100Ω，0.5A

F．滑動(dòng)變阻器10Ω，2A

實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測(cè)量。

(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________。(均填寫儀器前的字母)

(2)應(yīng)選擇圖中哪一個(gè)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？__________.

(3)開關(guān)S閉合之前，圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于__________。(選填“左端”“右端”或“正中間”)

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出小燈泡I-U圖線如圖乙所示。由此可知，當(dāng)電壓為0.5V時(shí)，小燈泡的燈絲電阻是________ Ω.

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的平方U2變化的圖像，在下列選項(xiàng)中所給出的A、B、C、D圖像中可能正確的是__________.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距cm，板長(zhǎng)cm，一個(gè)質(zhì)量為kg的帶電微粒，以m/s的水平初速度從兩板間正中央射入，如圖所示，取m/s2。

（1）當(dāng)兩板間電壓Ｖ時(shí)，微粒恰好不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，求微粒的電量和電性。

（2）要使微粒不打到金屬板上，求兩板間的電壓的取值范圍？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（多選）法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，又發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)──法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，揭開了人類將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行應(yīng)用的序幕．法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，將一個(gè)圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，并使盤面與磁感線垂直，盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B，兩電刷與靈敏電流計(jì)相連．當(dāng)金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則（ ）

A．電刷B的電勢(shì)高于電刷A的電勢(shì)

B．若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大

C．若僅將電刷A向盤邊緣移動(dòng)，使電刷A、B之間距離增大，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大

D．金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大，維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力做功的功率越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小球以大小不同的初速度水平向右，先后從P點(diǎn)拋出，兩次都碰撞到豎直墻壁．下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A．小球兩次碰到墻壁前的瞬時(shí)速度相同

B．小球兩次碰撞墻壁的點(diǎn)為同一位置

C．小球初速度大時(shí)，在空中運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)

D．小球初速度大時(shí)，碰撞墻壁的點(diǎn)在上方

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，曲線I是一顆繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道的示意圖，其半徑為R；曲線Ⅱ是一顆繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道的示意圖，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長(zhǎng)軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在兩軌道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期相等，萬(wàn)有引力常量為G，地球質(zhì)量為M，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 橢圓軌道的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為2R

B. 衛(wèi)星在I軌道的速率為，衛(wèi)星在Ⅱ軌道B點(diǎn)的速率為，則>

C. 衛(wèi)星在I軌道的加速度大小為，衛(wèi)星在Ⅱ軌道A點(diǎn)加速度大小為，則<

D. 若OA=0.5R，則衛(wèi)星在B點(diǎn)的速率>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為的小車停放在光滑水平面上。在小車右端施加一個(gè)的水平恒力。當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到2.8m/s時(shí)，在其右端輕輕放上一質(zhì)量的小黑煤塊（小黑煤塊視為質(zhì)點(diǎn)且初速度為零），煤塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)。假定小車足夠長(zhǎng)，。

(1)放上小煤塊后它們會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)小車和小煤塊的加速度分別為多大？

(2)它們剛好相對(duì)靜止時(shí)，速度為多大？

(3)放上小煤塊后，到當(dāng)它們剛好相對(duì)靜止時(shí)，M的位移是多少？

(4)小煤塊在小車上留下的痕跡為多長(zhǎng)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)探究小組用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒定律。

（1）下列說(shuō)法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是______

A．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平

B．需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺

C．在同一組實(shí)驗(yàn)的多次碰撞中，每次入射小球可以從斜槽上的不同位置由靜止釋放

（2）若入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1 、m2，則小球質(zhì)量應(yīng)該滿足m1 ______m2（填“大于”、“小于”或“等于”）；

（3）實(shí)驗(yàn)中軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，兩小球在記錄紙上三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置分別為M、P、N，并測(cè)得它們到O點(diǎn)的距離分別為OM、OP和ON，驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為________________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置來(lái)驗(yàn)證小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中的機(jī)械能守恒。讓一個(gè)小球由靜止開始從A位置擺到B位置，懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)被燒斷，小球向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)。在地面上鋪放白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時(shí)，會(huì)在下面白紙上留下痕跡。用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M。重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放)，球的落點(diǎn)痕跡如圖(b)所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊，量出M、C之間的距離x，再用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知小球的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。

(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為_________cm；

(2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0 =_________；

(3)用已知量和測(cè)得量表示出小球從A到B過程中，重力勢(shì)能的減少量ΔEP =__________，動(dòng)能的增加量ΔEk =___________。

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