【題目】如圖所示，光滑絕緣的四分之三圓形軌道BCDG位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接，整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于水平軌道上，滑塊受到的電場(chǎng)力大小為mg，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g，求：

（1）若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放，求滑塊到達(dá)圓心O等高的C點(diǎn)的速度大小

（2）在（1）的情況下，求滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力大小

（3）若滑塊從水平軌道上距B點(diǎn)為的某點(diǎn)由靜止釋放，使滑塊沿圓軌道滑行過(guò)程中不脫離圓軌道，求的范圍

【答案】（1）（2）（3）或者

【解析】

試題分析：（1）設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理有

又因?yàn)?/span>，聯(lián)立兩式解得：；

（2）設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大小為F，則，

又因?yàn)?/span>，解得：；

（3）先將重力和電場(chǎng)力合成，合力為：

其中：，故方向與豎直方向成37°角斜向左下方；

臨界一：如圖，如果是到達(dá)F點(diǎn)返回，根據(jù)動(dòng)能定理，有：

臨界二：滑塊到達(dá) 等效重力場(chǎng)的最高點(diǎn)G，根據(jù)牛頓第二定律，有： ①

從A到G過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：②

聯(lián)立解得：或者

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】氣缸長(zhǎng)為L=1m（氣缸的厚度可忽略不計(jì)），固定在水平面上，氣缸中有橫截面積為S=100cm2的光滑活塞，活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度為t=27℃，大氣壓為p0=1×105Pa時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為L0=0.4m。現(xiàn)緩慢拉動(dòng)活塞，假設(shè)拉力能夠達(dá)到的最大值為F=500N，求：

①如果溫度保持不變，能否將活塞從氣缸中拉出？（通過(guò)計(jì)算說(shuō)明）

②保持拉力最大值不變，氣缸中氣體溫度至少為多少攝氏度時(shí)，才能將活塞從氣缸中拉出？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有三個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙水平地面上，物體之間不光滑，如圖所示，現(xiàn)用一水平力作用在乙物體上，物體仍保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 丙受到地面的摩擦力大小為，方向水平向左

B. 甲受到水平向右的摩擦力作用

C. 乙對(duì)丙的摩擦力大小為，方向水平向右

D. 丙對(duì)乙的摩擦力大小為，方向水平向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. A、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同

B. C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同

C. 在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，在虛線CD上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也最大

D. 帶負(fù)電的試探電荷在O處的電勢(shì)能小于在B處的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)足夠長(zhǎng)的絕緣斜面，傾角為θ，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，與水平面平行，如圖所示，現(xiàn)有一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的小球在斜面頂端由靜止開始釋放，小球與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則

A. 如果小球帶正電，小球在斜面上的最大速度為

B. 如果小球帶正電，小球在斜面上的最大速度為

C. 如果小球帶負(fù)電，小球在斜面上的最大速度為

D. 如果小球帶負(fù)電，小球在斜面上的最大速度為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b兩點(diǎn)為負(fù)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中以Q為圓心的同一圓周上的兩點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，則以下說(shuō)法中正確的是（　　）

A. 同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同

B. a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等

C. a、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系為Ea＞Ec

D. a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界OP與水平方向夾角為45°，緊靠磁場(chǎng)右上邊界放置長(zhǎng)為L，間距為d的平行金屬板M、N，磁場(chǎng)邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上，O1、O2是電場(chǎng)左右邊界中點(diǎn)．在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(chǎng)（取豎直向下為正方向）．某時(shí)刻從O點(diǎn)豎直向上同時(shí)發(fā)射兩個(gè)相同的粒子a和b，質(zhì)量為m，電量為+q，初速度不同．粒子a在圖乙中的t=時(shí)刻，從O1點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)中的O2點(diǎn)射出．粒子b恰好從M板左端進(jìn)入電場(chǎng)．（不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用，電場(chǎng)周期T未知）

求：（1）粒子a、b從磁場(chǎng)邊界射出時(shí)的速度va、vb；

（2）粒子a從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到射出O2點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；

（3）如果交變電場(chǎng)的周期，要使粒子b能夠穿出板間電場(chǎng)，求這電場(chǎng)強(qiáng)度大小E0滿足的條件．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距離d＝40 cm。電源電動(dòng)勢(shì)E＝24V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R1＝6 Ω。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從A板小孔上方10 cm處自由釋放，若小球帶電荷量q＝1×10-2C，質(zhì)量為m＝10-2 kg，不考慮空氣阻力，g取10 m/s2。那么，

（1）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)B板

（2）若將B板向上移動(dòng)，使兩板間的距離減小為原來(lái)的一半，帶電小球從仍從原處釋放，是否能到達(dá)B板？若能，求出到達(dá)B板時(shí)的速度；若不能，求出小球離B板的最小距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”時(shí)做了以下操作。
（1）先采用圖甲所示裝置，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把球A沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘打擊力的大小，即可改變球A被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說(shuō)明_________________________ 。

（2）為了得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，可以采用描跡法，也可以采用拍攝閃光照片的方法。
I. 如果采用描跡法描繪小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)時(shí)按圖a安裝好器材，需注意斜槽末端________，為了讓小球多次重復(fù)同一平拋軌跡，每次小球需從________位置上滾下。
II. 采用拍攝閃光照片的方法，得到的閃光照片示意圖如圖b所示，對(duì)照片中小球的位置進(jìn)行測(cè)量，可得1與4閃光點(diǎn)豎直距離為15cm，4與7閃光點(diǎn)豎直距離為25cm，各閃光點(diǎn)之間水平距離均為5cm．則各閃光點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為_________s；小球拋出時(shí)的速度大小為________m/s；拋出點(diǎn)距閃光點(diǎn)1的豎直距離為__________cm。(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)

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