【題目】如圖所示，ABCD豎直放置的光滑絕緣細(xì)管道，其中AB部分是半徑為R的圓弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，兩部分管道恰好相切于B．水平面內(nèi)的M、N、B三點(diǎn)連線構(gòu)成邊長為L等邊三角形，MN連線過C點(diǎn)且垂直于BCD．兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷分別固定在M、N兩點(diǎn)，電荷量分別為+Q和-Q．現(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（小球直徑略小于管道內(nèi)徑，小球可視為點(diǎn)電荷），由管道的A處靜止釋放，已知靜電力常量為k，重力加速度為g．求：

（1）小球運(yùn)動到B處時(shí)受到電場力的大小；

（2）小球運(yùn)動到C處時(shí)的速度大�。�

（3）小球運(yùn)動到圓弧最低點(diǎn)B處時(shí)，小球?qū)艿缐毫Φ拇笮?/span>

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：（1）設(shè)小球在圓弧形管道最低點(diǎn)B處分別受到+Q和-Q的庫侖力分別為F1和F2．則①

小球沿水平方向受到的電場力為F1和F2的合力F，由平行四邊形定則得F=2F1cos60° ②

聯(lián)立①②得③

（2）管道所在的豎直平面是+Q和-Q形成的合電場的一個(gè)等勢面，小球在管道中運(yùn)動時(shí)，小球受到的電場力和管道對它的彈力都不做功，只有重力對小球做功，小球的機(jī)械能守恒，有mgR＝mvC20 ④

解得⑤

（3）設(shè)在B點(diǎn)管道對小球沿豎直方向的壓力的分力為NBy，在豎直方向?qū)π∏驊?yīng)用牛頓第二定律得⑥

vB=vC ⑦

聯(lián)立⑤⑥⑦解得NBy=3mg⑧

設(shè)在B點(diǎn)管道對小球在水平方向的壓力的分力為NBx，則⑨

圓弧形管道最低點(diǎn)B處對小球的壓力大小為．⑩

由牛頓第三定律可得小球?qū)A弧管道最低點(diǎn)B的壓力大小為

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】如圖甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10 cm、總電阻為0.1 Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈，放在與線圈平面垂直的圖示勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則以下說法正確的是( )

A. 導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的是交變電流

B. 在t＝2.5 s時(shí)導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 V

C. 在0～2 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20 C

D. 在t＝1 s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時(shí)功率為10 W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子M、N以相同的速度同時(shí)沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中，M從兩極板正中央射入，N從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)不計(jì)帶電粒子重力和帶電粒子間的相互作用，則從開始射入到打在上極板的過程中

A. 它們運(yùn)動的時(shí)間

B. 它們電勢能減少量之比： ：2

C. 它們的動能增量之比： ：2

D. 它們所帶的電荷量之比： ：2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年4月，我國成功發(fā)射的“天舟一號”貨運(yùn)飛船與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道（可視為圓軌道）運(yùn)行．“天宮二號”到地球表面的距離約為393km。則下列說法正確的是

A. 組合體周期大于地球自轉(zhuǎn)周期

B. 組合體與“天宮二號”單獨(dú)運(yùn)行相比，速率變大

C. 組合體的向心加速度小于地面重力加速度

D. 若實(shí)現(xiàn)交會對接，“天舟一號”先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小軍看到打樁機(jī)，對打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣．他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡易模型，如圖甲所示．他設(shè)想，用恒定大小的拉力F拉動繩端B，使物體從A點(diǎn)(與釘子接觸處)由靜止開始運(yùn)動，上升一段高度后撤去F，物體運(yùn)動到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子，將釘子打入一定深度．按此模型分析，若物體質(zhì)量m＝1kg，上升1m高度時(shí)撤去拉力，撤去拉力前物體的動能Ek與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示．(g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)

(1)求物體上升到0.4m高度處F的瞬時(shí)功率；

(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起，且使其不再落下，釘子獲得20J的動能向下運(yùn)動，釘子總長為10cm，撞擊前插入部分可以忽略，不計(jì)釘子重力．已知釘子在插入過程中所受的阻力Ff與深度x的關(guān)系圖象如圖丙所示，求釘子能夠插入的最大深度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一光滑絕緣細(xì)直長桿處于靜電場中，沿細(xì)桿建立坐標(biāo)軸x，以處的O點(diǎn)為電勢零點(diǎn)，如圖所示。細(xì)桿各處電場方向沿x軸正方向，其電場強(qiáng)度E隨x的分布如圖所示。細(xì)桿上套有可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電環(huán)，質(zhì)量為，電荷量為C.帶電環(huán)受沿x軸正向的恒力的作用，從O點(diǎn)靜止開始運(yùn)動，求：

帶電環(huán)在處的加速度；

帶電環(huán)運(yùn)動區(qū)間內(nèi)的電勢最低值；

帶電環(huán)動能為時(shí)的位置；

帶電環(huán)電勢能是動能3倍時(shí)的電勢能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動，拉格朗日點(diǎn)L位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的空間站在地球和月亮引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動。以v1、ω1、a1分別表示近地衛(wèi)星的線速度、角速度、向心加速度的大小，以v2、ω2，a2分別表示該空間站的線速度、角速度、向心加速度的大小，以v3、ω3、a3分別表示月亮的線速度、角速度、向心加速度的大小。則正確的是

A. v1>v3>v2 B. ω1>ω2=ω3

C. a1>a2>a3 D. a1>a3>a2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?/span>14N，半衰期約為5700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少。現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是。（雙選，填正確答案標(biāo)號）

A. 該古木的年代距今約為5700年

B. 12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)

C. 14C衰變?yōu)?/span>14N的過程中放出β射線

D. 增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)室中有熱敏電阻Rt、電爐絲、電磁繼電器、電源E（3.6V，內(nèi)阻不計(jì)）、電阻箱R0（0~999.9Ω）、開關(guān)K和導(dǎo)線若干，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的溫控電路，當(dāng)通過電磁繼電器線圈的電流達(dá)到20mA時(shí)，銜鐵被吸合，電爐絲停止加熱；當(dāng)通過繼電器線圈的電流降到18mA時(shí)，銜鐵與繼電器分開，電爐絲通電加熱，圖2為熱敏電阻Rt的阻值與溫度t的關(guān)系

該同學(xué)主要實(shí)驗(yàn)過程如下，完成下列填空：

（1）用多用電表的歐姆“×1Ω”檔測繼電器線圈的電阻時(shí)，主要步驟如下：

a．將選擇開關(guān)旋至“×1Ω”檔，短接兩表筆，條件歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆檔“0”刻度

b．調(diào)節(jié)多用電表的指針定位螺絲，使指針指在直流電流“0”刻度

c．將多用電表的選擇開關(guān)旋至“OFF”

d．將兩表筆直接連到圖1中的1、4兩點(diǎn)，讀出歐姆表的示數(shù)即繼電器線圈的電阻值

以上步驟中存在錯(cuò)誤的一項(xiàng)是____________。改正后正確的步驟順序?yàn)?/span>_____________。（填步驟前的字母）

（2）已知繼電器線圈的電阻為25.0Ω。該同學(xué)將電阻箱的阻值調(diào)為75.0Ω，則該溫控器的溫度控制范圍在____________之間；若要提高控制的溫度，則需要將電阻箱的阻值___________（選填“調(diào)大”或“調(diào)小”）

（3）正確設(shè)計(jì)電路后閉合K，發(fā)現(xiàn)電爐絲發(fā)熱，Rt溫度一直升高但繼電器并不吸合。將多用電表選擇開關(guān)旋至直流電壓“×10V”檔，將表筆分別接到圖1中1、2、3、4各點(diǎn)進(jìn)行故障排查，現(xiàn)象如下表____：

A．開關(guān)K斷路

B．電阻箱斷路

C．熱敏電阻Rt短路

D．電磁繼電器線圈短路

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案