如圖所示,在豎直邊界線0,02左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度E=100N/C,電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB,其傾角為30。,A點(diǎn)距水平地面的高度為h=4m。BC段為一粗糙絕緣平面.其長(zhǎng)度為。斜面AB與水平面BC由一段極端的光滑小圓弧連接(圖中未標(biāo)出),豎直邊界線右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R=0.5m的半圓形光滑絕緣軌道,CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑,C、D兩點(diǎn)緊貼豎直邊界線,位于電場(chǎng)區(qū)域的外部(忽略電場(chǎng)對(duì)0,O?右側(cè)空間的影響),F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為x=lkg,帶電荷量為q=0.1C的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放,且該小球與斜面AB和水平BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。求:

(1)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小5

(2)小球經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小5

(3)小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離。


【知識(shí)點(diǎn)】 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系;牛頓第二定律;動(dòng)能定理.C2 E2 I1

【答案解析】 (1)  (2) 30N (3) 解析:(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,由A點(diǎn)至C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得:
  (mg+Eq)h-μ(mg+Eq)cos30°•-μ(mg+Eq)L=mvC2-0 
則得:vC=

(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,在由C點(diǎn)至D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,

根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得: +mg•2R
在最高點(diǎn)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得:
  FN+mg=m 聯(lián)立解得:FN=m-5mg=30N
vD=(3)小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的加速大小為a,根據(jù)牛頓第二定律可得:mg+qE=ma
則得:a=g+ =10+ =20(m/s2
應(yīng)用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列式可得:
   x=vDt,2R=at2
聯(lián)立得:x=vD 

【思路點(diǎn)撥】(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,由A點(diǎn)至C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理求解小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大。唬2)小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,可求出小球到達(dá)D點(diǎn)的速度.在最高點(diǎn)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)牛頓第二定律求解軌道對(duì)小球的壓力.(3)小球離開(kāi)D點(diǎn)后,受到重力和電場(chǎng)力作用,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離.本題是動(dòng)能定理和圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)的綜合,關(guān)鍵要把握每個(gè)過(guò)程所遵守的物理規(guī)律,當(dāng)涉及力在空間的效果時(shí)要優(yōu)先考慮動(dòng)能定理,要注意電場(chǎng)力做功與沿電場(chǎng)力方向移動(dòng)的距離成正比.

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:


在國(guó)際單位制中質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度單位正確的一組是

A.克、分鐘、千米    B.千克、小時(shí)、米

C.千克、秒、千米    D.千克、秒、米

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


物體放在水平桌面上靜止不動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是

    A.桌面對(duì)物體支持力的大小等于物體的重力,它們是一對(duì)平衡力

    B.物體所受的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用力與反作用力

    C.物體對(duì)桌面的壓力就是物體的重力,這兩個(gè)力是同種性質(zhì)的力

    D.物體對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,半徑為R的均勻帶正電薄球殼,殼內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,其球心位于坐標(biāo)原點(diǎn)0,一帶正電的試探電荷靠近球殼表面處由靜止釋放沿坐標(biāo)軸向右運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于坐標(biāo)軸上某點(diǎn)電勢(shì).試探電荷在該點(diǎn)的動(dòng)能Ek與離球心距離z的關(guān)系圖線,可能正確的是

   

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。

(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做      。

    A.是為了使釋故小車(chē)后,小車(chē)能勻加速下滑

    B.是為了增大小車(chē)下滑的加速度

    C.可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車(chē)做的功

    D.可使得橡皮筋松弛后小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)

(2)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…合并起來(lái)掛在小車(chē)的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要把小車(chē)?yán)酵晃恢迷籴尫。把?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W,,第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為2W.…橡皮筋對(duì)小車(chē)做功后而使小車(chē)獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出。根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車(chē)獲得的速度為    m/s。(保留三位有效數(shù)字)

(3)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的W—u圖像如圖所示,根據(jù)圖線形狀,可知對(duì)W與u的關(guān)系符合實(shí)際的是圖   

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


研究表明,地球自轉(zhuǎn)在逐漸改變,3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去,且地球的質(zhì)量、半徑都不變,若干年后(         )

A.近地衛(wèi)星(以地球半徑為軌道半徑)的運(yùn)行速度比現(xiàn)在大          

B.近地衛(wèi)星(以地球半徑為軌道半徑)的向心加速度比現(xiàn)在小

C.同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度比現(xiàn)在小          

D.同步衛(wèi)星的向心加速度與現(xiàn)在相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,A、B兩小球由繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連,A放在固定的光滑斜面上,B、C兩小球在豎直方向上通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,C球放在水平地面上。現(xiàn)用手控制住A,并使細(xì)線剛剛拉直但無(wú)拉力作用,并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m,B、C的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì),開(kāi)始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放A后,A沿斜面下滑至速度最大時(shí)C恰好離開(kāi)地面。下列說(shuō)法正確的是(         )

A.斜面傾角α = 30°    

B.A獲得最大速度為

C.C剛離開(kāi)地面時(shí),B的加速度最大

D.從釋放AC剛離開(kāi)地面的過(guò)程中,A、B兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


在足夠大的空間中,存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),若用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m的帶正電q的小球懸掛在電場(chǎng)中,其靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角,現(xiàn)去掉細(xì)線,將該小球從電場(chǎng)中的某點(diǎn)豎直向上拋出,拋出時(shí)初速度大小為v0,如圖所示,(sin37o=0.6  cos37o=0.8)

求  ⑴電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

⑵小球在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度

⑶小球從拋出到達(dá)到最小速度的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),得到了幾條較為理想的紙帶,并在每條紙帶上每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依打點(diǎn)先后編為0、1、2、3、4、5.由于不小心,紙帶被撕斷,部分缺失,如圖所示.請(qǐng)根據(jù)給出的AB、CD四段紙帶回答:

從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是B、C、D三段紙帶中的________ (填字母代號(hào)).

打紙帶A時(shí),物體的加速度大小是________m/s2;打計(jì)數(shù)點(diǎn)1時(shí),物體的速度大小是________m/s,打0點(diǎn)時(shí)物體速度的大小為_(kāi)____ m/s.

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