【題目】如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一絕緣的光滑軌道，一個(gè)帶負(fù)電的小球從斜軌上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，已知小球的質(zhì)量為m，電荷量為－q，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E，斜軌道的傾角為α，圓軌道半徑為R，小球的重力大于所受的電場力。

(1)求小球沿軌道滑下的加速度的大小；

(2)若使小球通過圓軌道頂端的B點(diǎn)，求A點(diǎn)距水平地面的高度h1至少為多大；

(3)若小球從斜軌道h2=5R處由靜止釋放。假設(shè)其能通過B點(diǎn)。求在此過程中小球機(jī)械能的改變量。

【答案】(1)(2)R(3)3qER

【解析】

(1) 小球帶負(fù)電，在斜面上受豎直向下的重力和豎直向上的電場力作用，由牛頓第二定律有：

(mg－qE)sinα=ma

解得小球沿軌道滑下的加速度的大小：

(2)要使小球恰能過B點(diǎn)，則應(yīng)有：

①

從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有：

②

由①②解得A點(diǎn)距水平地面的高度h1至少為：

(3)因電場力做負(fù)功，小球電勢能增加，增加量為：

由能量守恒定律得小球機(jī)械能減少等于電勢能的增加，所以小球機(jī)械能的減少量為3qER。

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a所示，超級高鐵是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具，它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點(diǎn)。如圖b所示，已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ兩導(dǎo)軌的間距為，運(yùn)輸車的質(zhì)量為m，橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著間距為D、與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體1和2，每根導(dǎo)體棒的電阻為R，每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R。其他電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。

(1)如圖c所示，當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成角時(shí)，運(yùn)輸車恰好能無動(dòng)力地勻速下滑。求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

(2)在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不考慮摩擦及空氣阻力。

①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時(shí)，在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動(dòng)勢為E的直流電源，此時(shí)導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，如圖d所示。求剛接通電源時(shí)運(yùn)輸車的加速度的大小；（電源內(nèi)阻不計(jì)，不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象）

②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí)，管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為D的勻強(qiáng)磁場，且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運(yùn)輸車以速度v0從如圖e通過距離D后的速度v。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某種玻璃制成的三棱鏡ABC，其中∠A=45°、∠B=60°、AB長度為30cm。今有一束單色光從距離A點(diǎn)5cm處的P點(diǎn)垂直BC邊入射，從BC邊上的M點(diǎn)出射，出射方向與BC夾角為60°，已知光在真空中的傳播速度（不考慮光的多次反射，sin15°=0.25，cos15°=0.96）。求：

(1)該玻璃的折射率；

(2)光從P點(diǎn)入射到M點(diǎn)出射的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=3kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個(gè)大小分別為F1=30N、F2=20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則（　　）

A.彈簧秤的示數(shù)是25N

B.彈簧秤的示數(shù)是50N

C.在突然撤去F2的瞬間，m1的加速度大小為15m/s2

D.在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13m/s2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將電流表改裝成電壓表的實(shí)驗(yàn)中。

（1）在測定電流表內(nèi)阻時(shí)，備用的器件有：

A．小量程電流表(量程0~100μA)

B．標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程0~5V)

C．電阻箱(阻值范圍0~9999Ω)

D．電阻箱(阻值范圍0~99999Ω)

E．電源(電動(dòng)勢2V，有內(nèi)阻)

F．電源(電動(dòng)勢6V，有內(nèi)阻)

G．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~50Ω，額定電流1.5A)

H．導(dǎo)線若干和開關(guān)。

（2）如果采用如圖所示電路，測定小量程電流表A的內(nèi)阻并且要想得到較高的精度，那么從以上備用的器件中，可變電阻R1應(yīng)選用_，可變電阻R2應(yīng)選用_，電源E應(yīng)選用_(用字母代號填寫)

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合S調(diào)節(jié)Rl；使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2，保持Rl不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的，讀出此時(shí)R2的阻值為200Ω，則電流表內(nèi)阻的測量值R2=_Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AB之間有一順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶，A端左側(cè)有與傳送帶平滑相接的光滑曲面，B端右側(cè)的粗糙平面上有一輕質(zhì)彈簧，彈簧右端固定，左端連接一塊輕質(zhì)擋板P，當(dāng)彈簧處于原長時(shí)P恰好在B端。現(xiàn)有一質(zhì)量為的物塊（可以視質(zhì)點(diǎn)）從高為h處的光滑曲面上由靜止釋放，經(jīng)傳送帶與P相撞，無能量損失，并壓縮彈簧，物塊在粗糙面上減速為零時(shí)，剛好能停在此處不再運(yùn)動(dòng)，該位置距P的距離為。已知傳送帶速度為，長度為，與物塊之間的摩擦因數(shù)為，粗糙面與物塊間的摩擦因數(shù)；彈簧被壓縮到最大壓縮量時(shí)，彈簧的彈性勢能，（重力加速度）求：

(1)物塊滑離傳送帶時(shí)的速度；

(2)物塊下滑高度h的的范圍。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電子不停車快捷收費(fèi)系統(tǒng)又稱ETC，相比人工收費(fèi)，大大提高了通行效率，但由于ETC通信技術(shù)的限制，一般限速不超過20km/h。假設(shè)ETC收費(fèi)車道和人工收費(fèi)車道的長度均為40m，司機(jī)駕車進(jìn)入兩種收費(fèi)通道的車速均為18km/h，走ETC車道的汽車以18km/h勻速通過，而走人工車道的汽車從進(jìn)入收費(fèi)車道就立刻開始勻減速，直至減速到零時(shí)剛好停在收費(fèi)窗口位置，經(jīng)過1min的停車?yán)U費(fèi)后，再勻加速駛離收費(fèi)通道，剛好在離開收費(fèi)通道時(shí)的車速恢復(fù)至18km/h，則（　�。�

A.走人工收費(fèi)通道的總時(shí)間為68s

B.通過人工收費(fèi)通道的平均速度為2.5m/s

C.走ETC收費(fèi)通道比走人工收費(fèi)通道節(jié)約時(shí)間為68s

D.由于人工收費(fèi)窗口到通道兩端距離未知，無法計(jì)算通過人工收費(fèi)通道的具體時(shí)間

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量為0.6kg，彈簧秤讀數(shù)為2N，滑輪摩擦不計(jì)。若輕輕取走盤中的部分砝碼，使總質(zhì)量減少到0.3kg時(shí)，將會出現(xiàn)的情況是（）（　�。�

A.彈簧秤的讀數(shù)將變小B.A仍靜止不動(dòng)

C.A對桌面的摩擦力不變D.A所受的合力將要變大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶與傾角θ=37°的足夠長的粗糙斜面平滑連接，一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以初速度v0=m/s從斜面底端上滑，已知物塊與斜面、物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，傳送帶兩端的距離為L=2m，sin37° =0.6，cos37° =0.8，g=10m/s2。求：

（1）小物塊在斜面上上滑的最大距離；

（2）小物塊返回斜面底端時(shí)的速度；

（3）要使物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，則傳送帶的速度滿足什么條件，最短時(shí)間為多大。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案