【題目】如圖，在豎直平面內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)電場，一半徑為的光滑圓弧軌道和水平軌道在點(diǎn)相切，為圓弧軌道的直徑，為圓心，和之間的夾角（）。一質(zhì)量為m、電荷量為的帶正電小球從點(diǎn)以一定初速度向右運(yùn)動，經(jīng)點(diǎn)沿圓弧軌道通過點(diǎn)時所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱�。重力加速度大小�?/span>，在整個過程中小球的電荷量不變。求：

(1)勻強(qiáng)電場的大小和方向；

(2)小球到達(dá)點(diǎn)時對圓弧軌道壓力大��；

(3)若小球在點(diǎn)仍以向右運(yùn)動，到達(dá)點(diǎn)時，僅改變圓弧半徑為，且仍與點(diǎn)相切，使小球恰能沿原軌道返回，求值。

【答案】(1)勻強(qiáng)電場的大小是，方向向右；(2)小球到達(dá)點(diǎn)時對圓弧軌道壓力大小是；(3)值為。

【解析】

(1)小球在點(diǎn)時受力分析如圖所示，方向指向圓心，則

解得：

其方向向右；

(2)等效重力

在點(diǎn)時由牛頓第二定律得：

從到，由動能定理得：

在點(diǎn)時，由牛頓第二定律得：

由牛頓第三定律得：

解得：

；

(3)在等效場中，當(dāng)小球運(yùn)動到與等高點(diǎn)時速度為零，小球恰能沿原軌道返回。由動能定理得：

解得：

。

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】如圖所示，用做平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)的裝置驗(yàn)證機(jī)能守恒定律。小球從桌面左端以某一初速度開始向右滑動，在桌面右端上方固定一個速度傳感，記錄小球離開桌面時的速度（記作v）。小球落在地面上，記下落點(diǎn)，小球從桌面右邊緣飛出點(diǎn)在地面上的投影點(diǎn)為O，用刻度尺測量落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離x。通過改變小球的初速度，重復(fù)上述過程，記錄對應(yīng)的速度v和距離x。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。若想驗(yàn)證小球在平拋運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，只需驗(yàn)證平拋運(yùn)動過程的加速度等于重力加速度即可。

（1）某同學(xué)按如圖所示測量高度h和水平距離x，其中存在測量錯誤的是________（填“h”或“x”），正確的測量方法應(yīng)是________。

（2）若小球在下落過程中的加速度為a，則x與v的關(guān)系式為x=________。

（3）該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了縱、橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，畫出的圖象為一條過原點(diǎn)的直線，圖線的斜率為k，那么該同學(xué)選擇________為橫坐標(biāo)，根據(jù)平拋運(yùn)動得到的加速度為________。然后與比較，若兩者在誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了小球在平拋運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在研究微型電動機(jī)的性能時,可采用圖示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 A和1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V.則有關(guān)這臺電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的說法正確的是( )

A.電動機(jī)的輸出功率為8 W

B.電動機(jī)的輸出功率為30 W

C.電動機(jī)的內(nèi)電阻為2 Ω

D.電動機(jī)的內(nèi)電阻為7.5 Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)同時開始沿同一方向運(yùn)動，甲物體運(yùn)動的v－t圖象為兩段直線，乙物體運(yùn)動的v－t圖象為兩段半徑相同的1/4圓弧曲線，如右圖所示。圖中t4＝2t2，則在0～t4時間內(nèi)，下列說法正確的是

A. 甲物體的加速度不變

B. 乙物體做曲線運(yùn)動

C. 兩物體t1時刻相距最遠(yuǎn)，t4時刻相遇

D. 甲物體的平均速度等于乙物體的平均速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C三個物體放在水平圓臺上，與圓臺的動摩擦因數(shù)均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2R，當(dāng)圓臺勻速旋轉(zhuǎn)時(A、B、C都沒有相對滑動)，則(　　)

A. 物體A的向心力比物體B的向心力大

B. 物體B受到的摩擦力比物體C受到的摩擦力小

C. 當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增大時，A將最先滑動

D. 當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增大時，C將最先滑動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某健身愛好者手拉著輕繩，在粗糙的水平地面上緩慢地移動，保持繩索始終平行于地面．為了鍛煉自己的臂力和腿部力量，可以在O點(diǎn)懸掛不同的重物C，則(　　)

A.若健身者緩慢向右移動，繩OA的拉力變小

B.若健身者緩慢向左移動，繩OB的拉力變小

C.若健身者緩慢向右移動，繩OA、OB拉力的合力變大

D.若健身者緩慢向左移動，健身者與地面間的摩擦力變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2013年12月2日，我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，飛行軌道示意圖如圖所示．“嫦娥三號”從地面發(fā)射后奔向月球，先在軌道Ⅰ上運(yùn)行，在P點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上的近月點(diǎn)，則有關(guān)“嫦娥三號”下列說法正確的是（ ）

A. 由于軌道Ⅱ與軌道Ⅰ都是繞月球運(yùn)行，因此“嫦娥三號”在兩軌道上運(yùn)行具有相同的周期

B. “嫦娥三號”從P到Q的過程中月球的萬有引力做正功，速率不斷增大

C. 雖然“嫦娥三號”在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng) 過P的速度，但是在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的加速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過P的加速度

D. 由于均繞月球運(yùn)行，“嫦娥三號”在軌道Ⅰ和軌道 Ⅱ上具有相同的機(jī)械能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和器材做“探究動能定理”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車受到的合外力，為探究小車的動能變化規(guī)律：

（1）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差盡量小，在實(shí)驗(yàn)操作中，下面做法必要的是____。

A．實(shí)驗(yàn)前要對裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作

B．實(shí)驗(yàn)操作時要先釋放小車，后接通電源

C．在利用紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，所選的兩個研究點(diǎn)離得越近越好

D．在實(shí)驗(yàn)過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

（2）除實(shí)驗(yàn)裝置圖中的儀器外，還需要的測量儀器有__________________________，

（3）如圖為實(shí)驗(yàn)中打出昀一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點(diǎn)來探究“動能定理”。已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g，圖中已經(jīng)標(biāo)明了要測量的物理量。另外，小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m。請你把要探究的結(jié)果用題中給出的字母表達(dá)出_____________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是醫(yī)用回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(H)和氦核(He)．下列說法中正確的是( )

A. 氘核(H)的最大速度較大

B. 它們在D形盒內(nèi)運(yùn)動的周期相等

C. 氦核(He)的最大動能較大

D. 僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能

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