（14分）如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d．MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個(gè)穿過(guò)細(xì)桿的帶電小球p，其質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布．），現(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開(kāi)始釋放，小球p向下運(yùn)動(dòng)到距C點(diǎn)距離為d的O點(diǎn)時(shí)速度為v，已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g．求：

（1）C、O間的電勢(shì)差UCO；
（2）小球p在O點(diǎn)時(shí)的加速度；
（3）小球p經(jīng)過(guò)與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）小球p由C運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，由動(dòng)能定理，
得：               （+3分）
∴             (+1分)
（2） 小球p經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)受力如圖：

由庫(kù)侖定律得：
           (+1分)
它們的合力為：       (+1分)
∴p在O點(diǎn)處的加速度         (+2分)
方向豎直向下            (+1分)
（3）由電場(chǎng)特點(diǎn)可知，在C、D間電場(chǎng)的分布是對(duì)稱的    
即小球p由C運(yùn)動(dòng)到O與由O運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程中合外力做的功是相等的，  (+2分)
運(yùn)用動(dòng)能定理            （+2分）
解得           (+1分)
考點(diǎn)：小球下落過(guò)程中加速度變化，求解電勢(shì)差利用動(dòng)能定理；求解在O點(diǎn)的加速度，關(guān)鍵求出兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)力，再結(jié)合牛頓第二定律解答；由于是等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，O點(diǎn)在其連線的中垂線上，且CD關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，所以CO與OD的電勢(shì)差大小相等，再結(jié)合動(dòng)能定理求解即可．

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：計(jì)算題

如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d = 40cm.電源電動(dòng)勢(shì)E = 24V,內(nèi)電阻r = 1Ω，電阻R = 15Ω.閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0 =" 4" m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q = 1×10-2 C,質(zhì)量為m = 2×10-2 kg,不考慮空氣阻力.那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板?此時(shí)，電源的輸出功率是多大？(取g ="10" m/s2)

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖裝置，AB段為傾角為37°的粗糙斜面，動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.25，BC、CE段光滑，CD為一光滑的圓形軌道，半徑R="0." 32m，物體在C點(diǎn)能順利進(jìn)出圓形軌道而不損失機(jī)械能。EF為一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶，動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2。現(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊經(jīng)過(guò)CD軌道后滑向傳送帶。取，sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放，求①第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小，②第一次經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放，試計(jì)算說(shuō)明物體能否兩次通過(guò)最高點(diǎn)D？若能通過(guò)，請(qǐng)計(jì)算第二次通過(guò)最高點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放，從釋放到第二次進(jìn)入圓軌道過(guò)程的過(guò)程中，試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達(dá)D點(diǎn)？
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值，將物體從AB某處釋放后，第10次進(jìn)入圓軌道時(shí)仍不脫離圓軌道，試分析釋放物塊的高度有何要求？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

一輕質(zhì)細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m=0.05kg的小球A，另一端掛在光滑水平軸O 上，O到小球的距離為L(zhǎng)=0.1m，小球跟水平面接觸，但無(wú)相互作用，在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個(gè)光滑的斜面和一個(gè)擋板，斜面與水平面平滑連接，如圖所示，水平距離s=2m．現(xiàn)有一小滑塊B，質(zhì)量也為m，從斜面上滑下，與小球碰撞時(shí)交換速度，與擋板碰撞不損失機(jī)械能，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25．若不計(jì)空氣阻力，并將滑塊和小球都視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，試問(wèn)：

（1）若滑塊B從斜面某一高度h處滑下與小球第一次碰撞后，使小球恰好在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求此高度h；
（2）若滑塊B從h=5m處滑下，求滑塊B與小球A第一次碰后瞬間繩子對(duì)小球的拉力；
（3）若滑塊B從h="5m" 處下滑與小球A碰撞后，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求小球做完整圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)n．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一傾角為θ=37°的光滑斜面固定在地面上，斜面長(zhǎng)度s0=3.0m，斜面底端有一垂直于斜面的固定擋板。在斜面頂端由靜止釋放一質(zhì)量m=0.10kg的小物塊。當(dāng)小物塊與擋板第一次碰撞后，能沿斜面上滑的最大距離s=0.75m。已知小物塊第一次與擋板碰撞過(guò)程中從接觸到離開(kāi)所用時(shí)間為0.10s，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）小物塊第一次與擋板碰撞前的速度大小；
（2）小物塊第一次與擋板撞擊過(guò)程中損失的機(jī)械能；
（3）小物塊第一次與擋板撞擊過(guò)程中受到擋板的平均作用力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個(gè)很靠近的同心圓形軌道，外圓ABCD的光滑，內(nèi)圓A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一質(zhì)量m=0.1kg的小球從軌道的最低點(diǎn)A，以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，球的尺寸略小于兩圓間距，球運(yùn)動(dòng)的半徑R=0.2m，取g=10m/s2。

（1）若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，初速度v0至少為多少？
（2）若v0=3m/s，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球到達(dá)最高點(diǎn)，內(nèi)軌道對(duì)小球的支持力N=1N，則小球在這段時(shí)間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？
（3）若v0=3m/s，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)A時(shí)受到的支持力為多少？小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少的機(jī)械能是多少？
(本題12分。第一小題3分。第2小題3分，第3小題6分)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(10分) 如圖所示MN之間有一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，．在M處?kù)o止釋放一個(gè)電荷量q＝5.0×10－8 C，質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，MN距離L=2m．(g取10 m/s2)試求：

(1)物塊滑出電場(chǎng)時(shí)的速度；
(2)物塊滑出電場(chǎng)后還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分）如圖所示，一個(gè)圓弧形光滑細(xì)圓管軌道ABC，放置在豎直平面內(nèi)．軌道半徑為R，在A點(diǎn)與水半地面AD相接，地面與圓心O等高，MN是放在水平地面上長(zhǎng)為3R，厚度不計(jì)的墊子，左端M正好位于A點(diǎn)將一個(gè)質(zhì)量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放，不考慮空氣阻力。

（1）若小球從C點(diǎn)射出后恰好能打到墊子的M端，則小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)管的作用力大小和方向如何？
（2）欲使小球能通過(guò)C點(diǎn)落到墊子上，小球離A點(diǎn)的高度H應(yīng)是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分)如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長(zhǎng)為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道，兩軌道相切與B點(diǎn)。在外力作用下，一小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C，重力加速度大小為g。求

（1）小球在C點(diǎn)的速度的大小；
（2）小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大��；
（3）小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間。

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