【題目】如圖所示，在E＝103 V/m的水平向左勻強(qiáng)電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道CPN豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN平滑連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，一帶正電荷q＝3×10－4 C的小滑塊質(zhì)量為m＝40 g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0．5，小滑塊運(yùn)動過程中所帶電荷量保持不變，取g＝10 m/s2。滑塊在水平軌道上某點由靜止釋放后，恰好能運(yùn)動到圓軌道的最高點C，問：

（1）小滑塊是在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放的？

（2）小滑塊經(jīng)過C點后落地，落地點離N點的距離多大？

（3）小球在半圓軌道上運(yùn)動時，對軌道的最大壓力有多大？

【答案】（1）4 m（2）0．2 m（3）2．7N

【解析】

試題分析：（1）設(shè)滑塊與N點的距離為L，由動能定理可得qEL－μmgL－mg·2R＝mv2－0

小滑塊在C點時，重力提供向心力，所以

代入數(shù)據(jù)解得v＝2 m/s，L＝4 m

（2）在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，由2R＝gt2可得

在水平方向上做勻減速運(yùn)動，由qE＝ma得a＝7．5 m/s2

水平的位移為x＝vt－at2，得x＝0．2 m

（3）重力與電場力的合力F合=0．5N，F(xiàn)合方向與CN的夾角為37°，

當(dāng)滑塊運(yùn)動到∠NOA= 37°時速度最大對軌道壓力最大。

由A到C過程列動能定理：-qERsin37°-mg（R+Rcos37°）=

滑塊在A點時，三個力的合力提供向心力，

解得：FN=2．7N，軌道壓力FN′=FN=2．7N

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，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動．ON與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且mg=Eq，則（ ）

A. 電場方向豎直向上

B. 小球運(yùn)動的加速度大小為g

C. 小球上升的最大高度為

D. 若小球在初始位置的電勢能為零，則小球電勢能的最大值為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的 x-t圖象和v-t圖象中，給出的四條圖線甲、乙、丙、丁分別代表四輛車由同一地點向同一方向運(yùn)動的情況，則下列說法正確的是（ ）

A．甲車做曲線運(yùn)動，乙車作直線運(yùn)動

B．t1 時刻，甲、乙兩車相遇

C．0～t2 時間內(nèi)，丙車通過的路程等于丁車通過的路程

D．0～t2 時間內(nèi)，丙、丁兩車的平均速度相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一砂袋用無彈性輕細(xì)繩懸于O點。開始時砂袋處于靜止?fàn)顟B(tài)，此后用彈丸以水平速度擊中砂袋后均未穿出。第一次彈丸的速度大小為v0 ,打入砂袋后二者共同擺動的最大擺角為θ（θ<90°），當(dāng)其第一次返回圖示位置時，第二粒彈丸以另一水平速度v又擊中砂袋，使砂袋向右擺動且最大擺角仍為θ。若彈丸質(zhì)量均為m，砂袋質(zhì)量為5m，彈丸和砂袋形狀大小忽略不計,子彈擊中沙袋后露出的沙子質(zhì)量忽略不計，求兩粒彈丸的水平速度之比v0/v為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示裝置“驗證機(jī)械能守恒定律”。把裝有遮光條的滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上的A處，光電門安裝在B處，滑塊用細(xì)繩通過定滑輪與購買相連。將滑塊從A位置釋放后，光電計時器記錄下遮光條通過光電門的時間為，測得滑塊（含遮光條）質(zhì)量為M、鉤碼總質(zhì)量為m、遮光條寬度為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g

（1）實驗中還需要測量的物理量是______________（說明其物理意義并用符號表示）；

（2）本實驗中驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為______________（用以上對應(yīng)物理量的符號表示）；

（3）若實驗數(shù)據(jù)表明系統(tǒng)動能增加量明顯大于重力勢能減少量，可能的原因是__________

①鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M

②鉤碼總質(zhì)量m與滑塊質(zhì)量M相差不大

③氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平，且左高右低

④氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平，且左低右高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個物體開始時靜止在O點，先使它向東做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過5s，使它的加速度方向立即改為向西，加速度的大小不改變，再經(jīng)過5s，又使它的加速度方向改為向東，但加速度大小不改變，如此重復(fù)共歷時20s，則這段時間內(nèi)

A. 物體運(yùn)動方向時而向東時而向西

B. 物體最后靜止在O點

C. 物體運(yùn)動的速度時大時小，一直向東運(yùn)動

D. 物體速度一直在增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的關(guān)系時，將紙帶穿過限位孔，接通打點計時器的電源，拉動紙帶，但在紙帶上打不上點，其可能原因是____

A．復(fù)寫紙放反 B．使用了直流電源

C．振針過短 D．紙帶運(yùn)動過快

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xOy，x軸沿水平 方向，如圖甲所示，第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為。坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場，電場方向豎直向上，場強(qiáng)，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面，一個比荷的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點）以=4m/s的速度從-x軸上的A垂直于x軸進(jìn)入第二象限，并以=8m/s速度從+y軸上的C點沿水平方向進(jìn)入第一象限。從粒子通過C點開始計時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），。試求：

（1）帶正電粒子運(yùn)動到C點的縱坐標(biāo)值h以及電場強(qiáng)度的大�。�

（2）+x軸上有一點D，OD=OC，若帶電粒子在通過C點后不再越過y軸，且要使其恰能沿x軸正方向通過D點，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以及磁場的變化周期

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，BC是半徑為R的1/4圓弧形的光滑且絕緣的軌道，位于豎直平面內(nèi)，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E．今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊（體積很小可視為質(zhì)點），從C點由靜止釋放，滑到水平軌道上的A點時速度減為零．若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，求：

（1）滑塊通過B點時的速度大小．

（2）水平軌道上A、B兩點之間的距離．

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