【題目】如圖所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接．在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為+q的小球從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)（P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方，如圖．小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)之前電量保持不變，經(jīng)過C點(diǎn)后電量立即變?yōu)榱悖阎?/span>A、B間距離為2R，重力加速度為g．在上述運(yùn)動(dòng)過程中，求：

（1）小球離開C點(diǎn)時(shí)的速率；

（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

（3）在圓軌道上什么位置小球?qū)壍赖膲毫ψ畲�，并求出最大壓力�?/span>

【答案】（1）（2）（3）（2+3）mg

【解析】

（1）小球離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

得

則小球在C處的速度

（2）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，小球從A到C由動(dòng)能定理得，

解得

(3)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到圓軌道D點(diǎn)時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為v，此時(shí)OD與豎直線OB夾角設(shè)為α，小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理知

即

根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)α＝45°時(shí)動(dòng)能最大，由此可得

故小球在D點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力最大，設(shè)此壓力大小為F，由牛頓第三定律可知小球在D點(diǎn)受到的軌道的彈力大小也為F，在D點(diǎn)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，并建立如圖所示坐標(biāo)系，

由牛頓第二定律知

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】隨著大樓高度的增加，因?yàn)楦鞣N原因而造成的電梯墜落事故屢見報(bào)端，對(duì)社會(huì)和家庭造成了不可估量的損失，為此有同學(xué)設(shè)想了一個(gè)電梯應(yīng)急安全裝置：在電梯的轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)金屬線圈，其原理如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是（ ）

A.若電梯突然墊落，將線圈閉合可以使電梯勻減速下落

B.若電梯突然墜落，將線圈閉合可以使電梯懸浮在空中

C.當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí)，閉合線圈A、B中電流方向相同

D.當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí)，閉合線圈A，B都在阻礙電梯下落

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn).

①對(duì)于實(shí)驗(yàn)的操作要求，下列說法正確的是（_____）

A. 應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B. 斜槽軌道必須光滑

C. 斜槽軌道末端可以不水平

D. 要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng),記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

E. 為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡,應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡.部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示.圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l,P1,P2和P3是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn),P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等.若已測(cè)知拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.可求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為______，小球拋出后的水平速度為_____.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圖中兩條直線及曲線分別代表電源I、Ⅱ的U-I圖象和一小燈泡的伏安特性曲線，則根據(jù)圖象可知，下列說法不正確的是

A.電源I的電動(dòng)勢(shì)大于Ⅱ的電動(dòng)勢(shì)

B.電源I的內(nèi)阻大于Ⅱ的內(nèi)阻

C.小燈泡兩端電壓為U0時(shí),其阻值為

D.將小燈泡與電源I串聯(lián)時(shí),電源的輸出功率為I2U0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究小組采用如圖甲所示的電路測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)量程0～3V的電壓表出現(xiàn)故障不能正常使用，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的其他器材還有一個(gè)量程0～500μA、內(nèi)阻Rg=200Ω的靈敏電流計(jì)G和一個(gè)電阻箱R(0～9999Ω)。

（1）為了把靈敏電流計(jì)改裝成量程0～2V的電壓表繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，電阻箱R應(yīng)調(diào)整至_______Ω。

（2）探究小組中一個(gè)同學(xué)用靈敏電流計(jì)和電阻箱設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，同樣測(cè)出了干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

①多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄靈敏電流計(jì)的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別用E和r表示，則和R的關(guān)系式為_________________

②然后以為縱坐標(biāo)，以R為橫坐標(biāo)，作出的圖線為一直線，如圖丙所示，測(cè)得直線在縱軸上的截距b＝134 A-1，直線的斜率k=，則該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝_____Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的小球在豎直向上的拉力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖所示（豎直向上為正方向，DE段為直線），已知重力加速度大小為g，下列說法正確的是

A. t3-t4時(shí)間內(nèi)，小球豎直向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B. t0-t2時(shí)間內(nèi)，合力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功

C. 0-t2時(shí)間內(nèi)，小球的平均速度一定為

D. t3-t4時(shí)間內(nèi)，拉力做的功為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水池中水深為h，水面面積足夠大。水面上漂浮一塊質(zhì)量為m的正方形木塊，已知其邊長為a，漂浮時(shí)恰好有一半浸沒于水中�，F(xiàn)在木塊的上表面正中心施加一豎直向下的力F，使木塊緩慢地被壓入到水底，求此過程中力F所做功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，充電后與電源分離的平行板電容器，其正極板接地，在極板間P點(diǎn)有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將B板移至虛線處，則

A.兩極間電壓變大

B.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變，但電勢(shì)降低

C.電荷q仍保持靜止，

D.電荷q的電勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=370，表面光滑的斜面體，物體A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以某一初速度水平拋出；如果當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)恰好被B物體擊中．（A、B均可看做質(zhì)點(diǎn)，sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m/s2）求：

（1）物體A上滑到最高點(diǎn)所用的時(shí)間t；

（2）物體B拋出時(shí)的初速度v2；

（3）物體A、B間初始位置的高度差h；

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