某興趣小組做了一個電場中的過山車小實驗。如圖所示的絕緣軌道ABCDF處在豎直向下的勻強電場中，其中傾斜軌道AB和豎直的圓形軌道光滑，水平軌道BCF粗糙，C為圓形軌道的最低點，BC段長為L�，F(xiàn)有一個質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球，從距水平面BC高h=5.4L處的P點由靜止下滑，小球恰能通過豎直圓形軌道的最高點D而作圓周運動。已知小球與水平軌道BCF間的動摩擦因素為μ=0.4，空間所加的電場強度為。請問：

1.圓形軌道半徑R的大小為多少？

2.為使小球不滑出CF，那么水平軌道CF的長度至少為多少？

3.現(xiàn)改變h高度，為使小球最終停在B點，請問小球釋放點高度h要滿足什么要求？

 

【答案】

 

1.R=2L

2.12.5L

3.0.8L、1.6L、2.4L三個解

【解析】⑴恰能過最高點，則，得到（1分）

PD過程動能定理：

（2分）

聯(lián)立以上兩式得到R=2L

(2)小球最終停在CF上，全過程動能定理：

（1分）解得x=12.5L（1分）

(3)為使小球停在B點，則小球不能超過1/4圓弧，設到達1/4圓弧速度剛好為零，根據(jù)動能定理得到：，

解得h≤2.8L（2分）

要到達B點，則小球應從圓弧上返回，經(jīng)偶數(shù)次往返運動到達B點速度為0，則（1分）

得到h=0.8nL(n=1、2、3…) 同時有要滿足h≤2.8L

所以取h=0.8L、1.6L、2.4L三個解（1分）

 

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內(nèi)阻 可能較大，從而設計了一個如圖1所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻．實驗中他們 多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)在圖2的坐標紙上做出 R-
1I
 圖線．
（1）利用作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
0.96
0.96
V，內(nèi)阻為
1.05×104Ω
1.05×104Ω
Ω．
（2 ）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：
電源內(nèi)阻過大
電源內(nèi)阻過大

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?棗莊一模）聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中．
（1）利用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小實驗誤差．在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作R-
1
I
圖，你認為哪個同學的想法更科學？
乙
乙
（填“甲”或“乙”）
（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象．
（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
0.97
0.97
V，內(nèi)阻為
10000
10000
Ω．
（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：
電源內(nèi)阻過大
電源內(nèi)阻過大
．
外電阻R（Ω） 電流 I（mA） 電流倒數(shù)
1
I
（mA-1）
9000 0.0502 19.92
8000 0.0528 18.93
6000 0.0594 16.84
5000 0.0633 15.80
4000 0.0680 14.71

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離為d，雙縫到毛玻璃屏間距離為L，實驗時先移動測量頭（如圖A所示）上的手輪，把分劃線對準靠近最左邊的第1條明條紋中心（如圖D所示），并記下游標卡尺的讀數(shù)x1（如圖B所示），然后轉(zhuǎn)動手輪，把分劃線向右邊移動，直到對準第7條明條紋中心（如圖E所示）并記下游標卡尺讀數(shù)x7（如圖C所示）．游標卡尺的讀數(shù)x1=
 
mm，游標卡尺讀數(shù)x7=
 
mm．計算實驗中所用單色光波長的表達式為
 
．
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（2）如圖為“探究碰撞中的不變量”實驗裝置，滑塊A、B靜止在水平氣墊導軌上，兩滑塊間緊壓一輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運動，輕彈簧掉落．現(xiàn)拍得閃光頻率為10HZ的一組頻閃照片．已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g、300g．根據(jù)照片記錄的信息可知，A、B離開彈簧后：
①A滑塊動量大小為
 
；
②彈簧彈開后滑塊AB的總動量為
 
；
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（3）某興趣小組的同學用一個檸檬做成水果電池．他們猜想此電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄了電阻箱的阻值及對應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)值，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中．
①利用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小實驗誤差，請用恰當?shù)淖鲌D方案，在給出的坐標紙上作出圖象．
②利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
 
V，若不計電流計的電阻，則該電池的內(nèi)阻為
 
Ω．
電阻R
（KΩ）		 電流I
（μ�。�		 電流的倒數(shù)-
1
I
（×10-3μA-1）
10 80 12.50
8.0 98 10.20
6.0 122 8.20
5.0 145 6.90
3.0 225 4.44
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科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池。他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示的電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻。實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中。

圖1

外電阻R（Ω）

電流I（mA）

電流倒數(shù)(mA-1)

9 000

0.050 2

19.92

8 000

0.052 8

18.93

6 000

0.059 4

16.84

5 000

0.063 3

15.80

4 000

0.068 0

14.71

（1）利用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小實驗誤差。在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作R-圖，你認為哪個同學的想法更科學？__________（填“甲”或“乙”），其簡單理由是：_________________________________________。

（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象。

（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為_________V，內(nèi)阻為_________Ω。

（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：

___________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內(nèi)阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中．

（1）利用圖像法處理數(shù)據(jù)可以減小實驗誤差．在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作圖，你認為哪個同學的想法更科學？____（填“甲”或“乙”），其簡單理由是：                                        ．

（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象．

（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為      V，內(nèi)阻為      Ω．

（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：

                             ．

外電阻R（Ω）

電流 I（mA）

電流倒數(shù)(mA-1)

9000

0.0502

19.92

8000

0.0528

18.93

6000

0.0594

16.84

5000

0.0633

15.80

4000

0.0680

14.71

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