【題目】如圖，A、B為半徑R＝3 m的四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道，在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著E＝2×106 V/m、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一質(zhì)量m＝4kg、帶電荷量q＝＋1×10－5C的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)的正上方距離A點(diǎn)H處由靜止開(kāi)始自由下落（不計(jì)空氣阻力），BC段為長(zhǎng)L＝2 m、與物體間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5的粗糙絕緣水平面．（取g＝10 m/s2）

（1）若H＝2 m，求物體沿軌道AB到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；

（2）通過(guò)你的計(jì)算判斷：是否存在某一H值，能使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5 m處。

【答案】（1）113.3N，方向豎直向下（2）不存在某一H值，使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5m處。

【解析】

物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B，根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)速度，小物塊剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求解壓力；設(shè)小物塊能沿著軌道AB到達(dá)B點(diǎn)的最小速度為v，在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律列式，物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B，根據(jù)動(dòng)能定理列式，小物塊在水平面滑行，再由動(dòng)能定理列式，聯(lián)立方程即可求解。

（1）物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有： (H+R)qER=

到達(dá)B點(diǎn)時(shí)由重力、電場(chǎng)力、支持力的合力提供向心力：

聯(lián)立以上兩式解得：113.3N

根據(jù)牛頓第三定律得，物體對(duì)軌道的壓力為113.3N，方向豎直向下。

（2）假設(shè)物體最終能停在距離B點(diǎn)1.5m處，根據(jù)動(dòng)能定理有： (H+R)qER

解得：H=

所以不存在某一H值，使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5m處。

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】某同學(xué)欲將量程為300 μA的微安表頭G改裝成量程為0.3 A的電流表�？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)器材有：

A．微安表頭G（量程300 μA，內(nèi)阻約為幾百歐姆）

B．滑動(dòng)變阻器R1（0 ~ 10 kΩ）

C．滑動(dòng)變阻器R2（0 ~ 50 kΩ）

D．電阻箱（0 ~ 9 999 Ω）

E．電源E1（電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V）

F．電源E2（電動(dòng)勢(shì)約為9 V）

G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

該同學(xué)先采用如圖甲的電路測(cè)量G的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖甲連接好電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端所對(duì)應(yīng)的位置；

②斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置，使G滿偏；

③閉合S2，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使G的示數(shù)為200 μA，記下此時(shí)電阻箱的阻值。

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用_________（填“E1”或“E2”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________（填“R1”或“R2”）。

（2）若實(shí)驗(yàn)步驟③中記錄的電阻箱的阻值為R，則G的內(nèi)阻Rg與R的關(guān)系式為 Rg =______。

（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得G的內(nèi)阻Rg = 500 Ω，為將G改裝成量程為0.3 A的電流表，應(yīng)選用阻值為_____Ω的電阻與G_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。

（4）接著該同學(xué)利用改裝后的電流表A，按圖乙電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值。某次測(cè)量時(shí)電壓表V的示數(shù)為1.20 V，表頭G的指針指在原電流刻度的250 μA處，則Rx =_______Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物理興趣小組的同學(xué)現(xiàn)在要測(cè)定由兩節(jié)新干電池組成電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖，其中定值電阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω，毫安表的量程范圍為0~150 mA、內(nèi)阻大小為rmA=4 Ω。試完成下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)根據(jù)原理圖將如圖所示的實(shí)物圖連接好；

（2）實(shí)驗(yàn)中電壓表所選的量程為0~3 V，某次測(cè)量中電壓表的讀數(shù)如圖所示，則此次實(shí)驗(yàn)中電壓表的讀數(shù)為U=________V；

（3）他們已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并作出了U–I圖象，如圖所示。則電池組的電動(dòng)勢(shì)為E=________V，內(nèi)阻為r=________Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，小燈泡L標(biāo)有“4 V　1 W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝6Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光。現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L也正常發(fā)光且電動(dòng)機(jī)M正常工作。則(　　)

A. 電源內(nèi)阻為2Ω

B. 電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2 Ω

C. 電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1.5 V

D. 電源效率約為91.7%

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，圖甲為波傳播到M點(diǎn)時(shí)的波形圖，圖乙是位于x=2m處的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，Q是位于x=10m處的質(zhì)點(diǎn)，則M點(diǎn)從開(kāi)始振動(dòng)到Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為___________s；波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)的過(guò)程中，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為___________cm。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置在水平桌面上的氣缸開(kāi)口向上，活塞的橫截面積S=15cm2、質(zhì)量m=1.2kg，與壓力傳感器接觸但不粘連：壓力傳感器位置固定不動(dòng)。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度t1=27℃時(shí)，力傳感器示數(shù)恰好為零；當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高至T2時(shí)，壓力傳感器的示數(shù)F=54N，不計(jì)氣缸與活塞之間的摩擦整個(gè)過(guò)程活塞和傳感器的位置不變，大氣壓強(qiáng)P=1.0×105Pa，重力加速度大小g=10m/s2，求

(1)溫度為t1=27℃時(shí)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)P1

(2)氣缸內(nèi)氣體的溫度T2。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，兩段間距均為L的長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌，左段表面光滑、與水平面成θ角固定放置，頂端MN之間連接定值電阻R1，右段導(dǎo)軌表面粗糖、水平放置，末端CD之間連接一電源，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，兩段導(dǎo)軌中間EF處通過(guò)一小段絕緣光滑軌道將它們圓滑連接起來(lái)�？臻g存在以EF為邊界的磁場(chǎng)，左側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，大小為B1，右側(cè)為變化磁場(chǎng)，方向水平向右，大小隨時(shí)間變化如圖（b）所示。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻為R2、長(zhǎng)為L的金屬棒擱在左側(cè)頂端，由靜止釋放，金屬棒到達(dá)EF之前已經(jīng)勻速，接著進(jìn)入水平軌道，且整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有離開(kāi)導(dǎo)軌。設(shè)金屬棒到達(dá)邊界EF處t＝0，金屬棒與水平導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則：

（1）金屬棒到達(dá)EF處的速度大小；

（2）請(qǐng)寫出金屬棒在水平軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的表達(dá)式（右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度用B2表示）；

（3）試通過(guò)分析，描述金屬棒到達(dá)水平軌道后的運(yùn)動(dòng)情況。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，則（ ）

A．N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零

B．q1 ＜q2

C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向

D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢(shì)能先做減少后做增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面上靜止放置著物塊B和C，相距="1.0m" 。物塊A以速度=10m/s沿水平方向與B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右運(yùn)動(dòng)，并再與C發(fā)生正碰，碰后瞬間C的速度="2.0m/s" 。已知A和B的質(zhì)量均為m，C的質(zhì)量為A質(zhì)量的k倍，物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.45.（設(shè)碰撞時(shí)間很短，g取10m/s2）

（1）計(jì)算與C碰撞前瞬間AB的速度；

（2）根據(jù)AB與C的碰撞過(guò)程分析k的取值范圍，并討論與C碰撞后AB的可能運(yùn)動(dòng)方向。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案