16.ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道,其中軌道的BC部分是半徑為R的$\frac{1}{4}$圓環(huán),軌道的水平部分與半圓環(huán)相切.A為水平軌道上的一點,而且AB=R=0.2m,把一質(zhì)量m=0.1kg,帶電量為q=+10-4C的小球,放在A點由靜止釋放后,求:(g=10m/s2
(1)小球到達(dá)C點的速度大小
(2)小球在C點時,軌道受到的壓力大。

分析 (1)應(yīng)用動能定理研究小球由A→C的過程,求出小球在C點的速度大小,
(2)對小球在C點進行受力分析,找出沿徑向提供向心力的外力,應(yīng)用牛頓第二定律解決.

解答 解:(1)設(shè)小球在C點的速度大小是vC,則對于小球由A→C的過程中,由動能定理得:
qE•2R-mgR=$\frac{1}{2}$mvC2-0 ③
解得:vC=2m/s ④
(2)小球在C點時受力分析如圖,

由牛頓第二定律得:NC-qE=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$ ⑤
解得:NC=3N ⑥
由牛頓第三定律可知,小球?qū)壍赖膲毫Γ篘C′=NC=3N,方向:水平向右;
答:(1)小球到達(dá)C點時的速度為2m/s;
(3)小球達(dá)到C點時對軌道的壓力大小為3N,方向:水平向右

點評 在本題中物體不僅受重力的作用,還有電場力,在解題的過程中,一定要分析清楚物體的受力和運動過程,根據(jù)動能定理和牛頓第二定律靈活列式求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.如圖所示的彈簧振子,其固有周期為T,把振子從平衡位置O拉到B點后由靜止釋放,OB距離為振幅A.彈簧振子振動過程中,如以通過B點的時刻作為計時的開始時刻,問:
(1)若規(guī)定向右為正方向,在一個周期內(nèi),哪段時間位移為正,哪段時間位移為負(fù)?
(2)在t=$\frac{T}{4}$時,振子的位移和速度怎樣?
(3)在t=$\frac{T}{2}$時,振子的位移和速度怎樣?
(4)振子完成一次全振動的路程是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,在水平面上有一重力為10N的物體向左運動,同時受到一向右的水平恒力F=8N作用,物體與水平面的動摩擦因素為0.2,則物體所受的合力為( 。
A.6N水平向右B.10N水平向左C.6N水平向左D.10N水平向右

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,質(zhì)量均為m的兩個木塊P、Q疊放在水平地面上,P、Q接觸面的傾角為θ,現(xiàn)在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相對靜止一起向左做勻加速直線運動,則( 。
A.物體Q對地面的壓力一定為2mg
B.若Q與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,則μ=$\frac{F}{2mg}$
C.若P、Q之間光滑,則加速度a=gtanθ
D.地面與Q間的滑動摩擦力隨推力F的增大而增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.將一個電量-2×10-8C的點電荷,從零電勢點O移到M點需克服電場力做功4×10-8J,若將該電荷從M點再移至N點,電場力做功1.4×10-7J.求M、N兩點的電勢分別是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.如圖是某勻強電場的等勢面示意圖,A、B相距5cm,θ=53°一帶電量為-4×10-6C的微粒沿AB勻速運動,則此電場強度為500N/C,微粒的質(zhì)量為2×10-4kg.(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,長為2L的平板絕緣小車放在光滑水平面上,小車兩端固定兩個絕緣的帶電小球A和B,A、B所帶電荷量分別為+2q和-3q,小車(包括帶電小球A、B)的總質(zhì)量為m,虛線MN與PQ均沿豎直方向且相距3L,開始時虛線MN位于小車正中間,若視帶電小球為質(zhì)點,在虛線MN、PQ間加上方向水平向右、場強大小為E的勻強電場后,小車開始運動,
試求:
(1)小車向右運動的最大距離;
(2)此過程中小球B電勢能的變化量;
(3)小球A從開始運動至剛離開電場所用的時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.在光滑水平面上固定一個內(nèi)壁光滑的豎直圓筒S(如圖為俯視圖),圓筒半徑為R=0.5m.一根長r=0.4m的絕緣細(xì)線一端固定于圓筒圓心O點,另一端系住一個質(zhì)量為m=0.2kg、帶電量為q=+5×10-5C的小球.空間有一場強為E=4×104N/C的勻強電場,電場方向與水平面平行.將細(xì)線拉至與電場線平行,給小球大小為v0=10m/s、方向垂直于電場線的初速度.
(1)求當(dāng)小球轉(zhuǎn)過90°時的速度大。唬ㄓ嬎憬Y(jié)果可以含有根號)
(2)從初始位置開始,要使小球在運動過程中,細(xì)線始終保持不松弛,電場強度E的大小所需滿足的條件.
(3)若當(dāng)小球轉(zhuǎn)過90°時,細(xì)線突然斷裂,小球繼續(xù)運動,碰到圓筒后不反彈,碰撞后,小球垂直于碰撞切面方向的速度因能量損失減小為零,平行于碰撞切面方向的速度大小保持不變.之后小球沿圓筒內(nèi)壁繼續(xù)做圓周運動.求這一運動過程中的速度的最小值.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.在某次自由式滑雪比賽中,運動員在較高的雪坡上滑到某一弧形部位處,沿水平方向飛出,在空中劃過一段拋物線后,再落到雪坡上,如圖所示,若忽略空氣阻力,雪坡的傾角為θ,飛出時的速度大小為v0,則下列說法錯誤的是( 。
A.運動員在空中經(jīng)歷的時間是$\frac{2{v}_{0}tanθ}{g}$
B.運動員的落點與起飛點的距離是$\frac{2{{v}^{2}}_{0}sinθ}{gco{s}^{2}θ}$
C.運動員落回斜坡時的速度大小是$\frac{{v}_{0}}{cosθ}$
D.運動員的落點與起飛點間豎直高度是$\frac{2{{v}^{2}}_{0}ta{n}^{2}θ}{g}$

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案