（2010?鹽城一模）如圖所示，粗糙的斜槽軌道與半徑R=0.5m的光滑半圓形軌道BC連接，B為半圓軌道的最底點(diǎn)，C為最高點(diǎn)．一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的帶電體，從高為H=3m的A處由靜止開(kāi)始滑下，當(dāng)滑到B處時(shí)速度υB=4m/s，此時(shí)在整個(gè)空間加上一個(gè)與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電體所受電場(chǎng)力在豎直向上的分力大小與重力相等．帶電體沿著圓形軌道運(yùn)動(dòng)，脫離C處后運(yùn)動(dòng)的加速度是υym/s2，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)到斜槽軌道某處時(shí)速度的大小是υ=2m/s．已知重力加速度g=10m/s2，帶電體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量不變，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)能量損失不計(jì)，忽略空氣的阻力．求：
（1）帶電體從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功W
（2）帶電體運(yùn)動(dòng)到C時(shí)對(duì)軌道的壓力F
（3）帶電體與斜槽軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
分析：（1）將帶電體從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力分解為水平和豎直兩個(gè)方向，分別求出兩個(gè)分力做功，再求解電場(chǎng)力所做的功．
（2）帶電體運(yùn)動(dòng)到C時(shí)分析向心力的來(lái)源，由牛頓第二定律求解帶電體對(duì)軌道的壓力F．
（3）帶電體脫離軌道后在水平方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出水平位移的大小，由數(shù)學(xué)知識(shí)求出斜面的傾角，再由動(dòng)能定理求解動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
解答：解；（1）設(shè)帶電體受到電場(chǎng)力的水平分量為Fx，豎直分量為Fy，帶電體由B到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，水平分力做功為零，豎直分力做功等于重力做功．
即：W=Fy?2R=mg?2R=5J
（2）帶電體從B到C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力的豎直分力相等，電場(chǎng)力的水平分力不做功，所以υC=υB=4m/s
在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：F+mg-Fy=m
υ2
R

又mg=Fy解得：F=16N
（3）帶電體脫離軌道后在水平方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
  υC2-υ2=2ax
代入數(shù)據(jù)得：x=
3
m
設(shè)斜面與水平面的夾角為α，則tanα=
2R
x
=
3
3
，α=30°
帶電體從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理的：mgH-μmgcosα
H
sinα
=
1
2
mυB2
代入數(shù)據(jù)解得：μ=
11
3
45

答：
（1）帶電體從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功W=5J．
（2）帶電體運(yùn)動(dòng)到C時(shí)對(duì)軌道的壓力F=16N．
（3）帶電體與斜槽軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
11
3
45
．
點(diǎn)評(píng)：本題要抓住電場(chǎng)力做功與帶電體沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離有關(guān)，運(yùn)用力的分解法是技巧．
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：

（2010?鹽城一模）兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球a和b，其質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍．若使它們帶上等量異種電荷，所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引和庫(kù)侖力F庫(kù)的表達(dá)式正確的是（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?鹽城一模）如圖所示三根不可伸長(zhǎng)的相同的輕繩，一端系在甲環(huán)上，彼此間距相等．繩穿過(guò)與甲環(huán)半徑相同的乙環(huán)，另一端用同樣的方式系在半徑較大的丙環(huán)上．甲環(huán)固定在水平面上，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡，忽略繩與乙環(huán)之間的摩擦．下列說(shuō)法中正確的是（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?鹽城一模）如圖所示．一簇質(zhì)量均為m、電量均為q的離子，在P點(diǎn)以同一速率v沿xoy上半平面中的各個(gè)方向射出，在P點(diǎn)左側(cè)靠近P點(diǎn)處有一豎直放置的擋板．現(xiàn)加一垂直于xoy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可將這些離子聚焦到R點(diǎn)，P點(diǎn)與R點(diǎn)相距為2a，離子軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱．試求：
（1）離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑
（2）當(dāng)
mvBq
=a時(shí)，與x軸成30°角射出的離子從P點(diǎn)到達(dá)R點(diǎn)的時(shí)間．
（3）試推出在x＞0的區(qū)域中磁場(chǎng)的邊界點(diǎn)坐標(biāo)x和y滿足的關(guān)系式．（沒(méi)有問(wèn)題，最多改為“x、y滿足的關(guān)系式”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?鹽城一模）如圖所示，很長(zhǎng)的光滑磁棒豎直固定在水平面上，在它的側(cè)面有均勻向外的輻射狀的磁場(chǎng)．磁棒外套有一個(gè)質(zhì)量均勻的圓形線圈，質(zhì)量為m，半徑為R，電阻為r，線圈所在磁場(chǎng)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．讓線圈從磁棒上端由靜止釋放沿磁棒下落，經(jīng)一段時(shí)間與水平面相碰并反彈，線圈反彈速度減小到零后又沿磁棒下落，這樣線圈會(huì)不斷地與水平面相碰下去，直到停留在水平面上．已知第一次碰后反彈上升的時(shí)間為t1，下落的時(shí)間為t2，重力加速度為g，不計(jì)碰撞過(guò)程中能量損失和線圈中電流磁場(chǎng)的影響．求：
（1）線圈第一次下落過(guò)程中的最大速度υm
（2）第一次與水平面碰后上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電量q
（3）線圈從第一次到第二次與水平面相碰的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案