【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L=2m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為0.4kg的帶電小球，靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°角，如圖所示。把小球緩慢拉至最低點(diǎn)給其一水平向右的初速度v0，為了使小球能繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求v0 應(yīng)滿足的條件。(cos37°=0.8，g=10m/s2)

【答案】

【解析】

根據(jù)小球在平衡位置合力為0，可以求出小球所受的電場(chǎng)力，根據(jù)小球恰好在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)這一臨界條件，知在平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)合外力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從而求出小球速度的最小值，根據(jù)動(dòng)能定律求出v0 應(yīng)滿足的條件。

解：對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示

可得：

由于重力和電場(chǎng)力都是恒力，所以它們的合力也是恒力

在圓上各點(diǎn)中，小球在平衡位置A點(diǎn)時(shí)的勢(shì)能（重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和）最小，在平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)B點(diǎn)，小球的勢(shì)能最大，由于小球總能量不變，所以在B點(diǎn)的動(dòng)能EkB最小，對(duì)應(yīng)速度vB最小，在B點(diǎn)，小球受到的重力和電場(chǎng)力，其合力作為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，而繩的拉力恰為零，有：

解得

從最低點(diǎn)到B點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定律則有

聯(lián)立解得

即v0 應(yīng)滿足的條件

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：

【題目】用11N的恒力沿斜面方向?qū)⒁粋�(gè)質(zhì)量為1kg的滑塊推上一個(gè)長(zhǎng)10m，傾角53o的斜面，滑塊恰好能沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，（g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6），求：

（1）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）若將滑塊在斜面頂端由靜止開(kāi)始釋放，求滑塊到達(dá)斜面底端的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示．已知v2＞v1，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. t1時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大

B. 0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

C. t2～t3時(shí)間內(nèi)，小物塊與傳送帶相對(duì)靜止，小物塊不受到靜摩擦力作用

D. 0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變，加速度方向也發(fā)生了改變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一帶電質(zhì)點(diǎn)從圖中的A點(diǎn)豎直向上以速度v0射入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，速度方向變?yōu)樗�，已知質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，帶電荷量為q，A、B間距離為L，且AB連線與水平方向成θ=37°角，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)可到達(dá)與A點(diǎn)在同一水平面上的C點(diǎn)（未畫出），則（　　）

A. 質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的速度大小為

B. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

C. 從A到C的過(guò)程中，帶電質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小了

D. 質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)的加速度大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很大，懷疑電源的頻率不是50Hz，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量電源的頻率．已知砝碼及砝碼盤的質(zhì)量為m=0.1kg，小車的質(zhì)量為M=0.4kg，不計(jì)摩擦阻力，g取10m／s2．圖乙為某次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有三個(gè)點(diǎn)未畫出．

（1）小車的加速度大小為_____m／s2；

（2）根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù)，可求出電源的頻率為_____Hz；

（3）打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_________m／s．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在水平面上向左撞向彈簧，當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時(shí)速度減小到零，然后彈簧又將滑塊向右推開(kāi)。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，整個(gè)過(guò)程彈簧未超過(guò)彈性限度，則

A. 滑塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，始終做減速運(yùn)動(dòng)

B. 滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，始終做加速運(yùn)動(dòng)

C. 滑塊與彈簧接觸過(guò)程中最大加速度為

D. 滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)彈簧形變量時(shí)，物體的速度最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX/、YY/之間都沒(méi)有加電壓，電子束將打在熒光屏中心．如果在偏轉(zhuǎn)電極XX/之間和YY/之間分別加上如圖所示的電壓，請(qǐng)畫出熒光屏上出現(xiàn)的完整掃描波形圖。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的光滑小球被細(xì)線系住，放在傾角為°的斜面上。已知線與豎直方向夾角=30°，斜面質(zhì)量為M=3kg，整個(gè)裝置靜置于粗糙水平面上。求：

（1）懸線對(duì)小球拉力的大��；

（2）地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的實(shí)驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽略不計(jì))的斜面上由靜止開(kāi)始滾下，并且做了上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的：在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C。讓小球分別由A、B、C滾下，如圖所示，讓A、B、C與斜面底端的距離分別為，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為，則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來(lái)證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是(　　)

A. B. C. D.

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