如圖所示，豎直固定放置的光滑絕緣桿上O點(diǎn)套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為-q的小環(huán)。在桿的左側(cè)固定一個(gè)帶電量為+Q的點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)與Q正好構(gòu)成等邊三角形。已知Oa之間距離為h1，ab之間距離為h2，靜電常量為k�，F(xiàn)使小環(huán)從圖示位置的O點(diǎn)由靜止釋放，若通過(guò)a點(diǎn)的速率為。

試求：
（1）小環(huán)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的壓力大小及方向；（2）小環(huán)通過(guò)b點(diǎn)的速率。

（1），方向水平向左。；（2）

解析試題分析: （1）由庫(kù)侖定律可得，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)所受庫(kù)侖力為，方向由a指向Q。
設(shè)r為Q到a點(diǎn)的距離，依題意，所以。
桿對(duì)小環(huán)的支持力，方向水平向右。
由牛頓第三定律可知，小環(huán)對(duì)桿的壓力大小，方向水平向左。
（2）小環(huán)從a運(yùn)動(dòng)到b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理
        
由于Qa=Qb，所以           可得  
考點(diǎn)：庫(kù)侖定律；電勢(shì)能；動(dòng)能定理的應(yīng)用

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分） 如圖所示，一豎直面內(nèi)的軌道由粗糙斜面 AB 和半徑為R的光滑圓軌道 BCD組成，AB 與 BCD 相切于 B 點(diǎn)，C 為圓軌道的最低點(diǎn)，圓弧BC所對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道 ABC 上離地面某一高度h（大小可變）處由靜止下滑，已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度用g表示，求：

（1）當(dāng)時(shí)，物塊滑到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN；
（2）當(dāng)h為多少時(shí)，物塊恰能滑到圓軌道的最高點(diǎn)D；
（3）在滿足（2）問(wèn)的條件下，物塊將從D點(diǎn)離開(kāi)圓軌道，則物塊即將與軌道首次相碰時(shí)的動(dòng)能為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）釣魚(yú)島是我國(guó)固有領(lǐng)土，決不允許別國(guó)侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國(guó)，我人民海軍為此進(jìn)行登陸演練，假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點(diǎn)s=1km處。登陸隊(duì)員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標(biāo)，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ=30°，為保證行動(dòng)最快，隊(duì)員甲先無(wú)摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊(duì)員甲開(kāi)始下滑時(shí)，隊(duì)員乙在甲板上同時(shí)開(kāi)始向快艇以速度v0=m／s平拋救生圈，第一個(gè)剛落到快艇，接著拋第二個(gè)，結(jié)果第二個(gè)救生圈剛好與甲隊(duì)員同時(shí)抵達(dá)快艇，若人的質(zhì)量m，重力加速度g=10m／s2，問(wèn)：

（1）軍艦甲板到快艇的豎直高度H="?" 隊(duì)員甲在繩索上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t0=?
（2）若加速過(guò)程與減速過(guò)程中的加速度大小相等，則隊(duì)員甲在何處速度最大?最大速度多大?
（3）若登陸艇額定功率5KW，載人后連同裝備總質(zhì)量103Kg，從靜止開(kāi)始以最大功率向登陸點(diǎn)加速靠近，到達(dá)岸邊時(shí)剛好能達(dá)到最大速度10m／s，則登陸艇運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t'=?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(8分)如圖所示，木塊的質(zhì)量m =" 2" kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.5，木塊在拉力F="10" N作用下，在水平地面上從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)2 m后撤去外力F。已知力F與水平方向的夾角θ= 37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：

（1）剛撤去外力時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的速度；
（2）撤去外力后，木塊還能滑行的距離為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(14分)如圖所示，弧形軌道的下端與半徑為R的圓軌道平滑連接�，F(xiàn)在使小球從弧形軌道上端距地面2R的A點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)人圓軌道后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，軌道摩擦不計(jì)。

試求：
(1)小球到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小；
(2)小球在最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；
(3)小球在某高處脫離圓軌道后能到達(dá)的最大高度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，輕彈簧一端固定在與斜面垂直的擋板上，另一端點(diǎn)在O位置。質(zhì)量為m的物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從距O點(diǎn)為的P點(diǎn)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回。A離開(kāi)彈簧后,恰好回到P點(diǎn)。物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面傾角為。求：

（1）O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離x1。
（2）若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）與彈簧右端拴接，將A與B并排在一起，使彈簧仍壓縮到O′點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，A、B共同滑行一段距離后分離。分離后物塊A沿斜面向上滑行的最大距離x2是多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖直流電源的路端電壓U＝182 V，金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上觸點(diǎn)a、b、c、d連接。ab、bc、cd段電阻之比為1∶2∶3。孔O1正對(duì)B和E，孔O2正對(duì)D和G，邊緣F、H正對(duì)。一個(gè)電子以初速度m/s沿AB方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，恰好穿過(guò)孔O1和O2后，從H點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)。金屬板間的距離L1＝2 cm，L2＝4 cm，L3＝6 cm。電子質(zhì)量kg，電荷量C。正對(duì)的兩平行板間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，求：

（1） 各相對(duì)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2） 電子離開(kāi)H點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3） 四塊金屬板的總長(zhǎng)度（AB＋CD＋EF＋GH）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定，下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的帶電為q的小球，將它置于一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，使細(xì)線豎直拉直時(shí)小球在A點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)細(xì)線離開(kāi)豎直位置偏角α=60°時(shí)，小球速度為0。

(1)求:①小球帶電性質(zhì)②電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)要小球恰好完成豎直圓周運(yùn)動(dòng)，求A點(diǎn)釋放小球時(shí)應(yīng)有初速度vA(可含根式)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）在半徑為R=12000km的某星球表面， 宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。豎直面內(nèi)的光滑軌道有軌道AB和圓軌道BC組成，將質(zhì)量為m=0.1kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)是對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示，求：

（1）圓軌道的半徑；
（2）該星球表面的重力加速度大��；
（3）該星球的第一宇宙速度。

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