如圖所示，AB為固定在豎直平面內(nèi)粗糙傾斜軌道，BC為光滑水平軌道，CD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，且AB與BC通過一小段光滑弧形軌道相連，BC與弧CD相切。已知AB長為L=10m，傾角θ=37°，BC長s=4m，CD弧的半徑為R=2m，O為其圓心，∠COD=143°。整個裝置處在水平向左的勻強電場中，電場強度大小為E=1×103N/C。一質(zhì)量為m=0.4kg、電荷量為q=" +3×10" -3C的物體從A點以初速度vA=15m/s沿AB軌道開始運動。若物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，物體運動過程中電荷量不變。求：

（1）物體在AB軌道上運動時，重力和電場力對物體所做的總功；
（2）物體到達(dá)B點的速度；
（3）通過計算說明物體能否到達(dá)D點。

（1）W=0（2）（3）物體恰好能到達(dá)D點.

解析試題分析：（1）物體所受重力和電場力的合力大小為
    
合力與豎直方向的夾角為α

 
即合力與軌道AB垂直，所以物體在軌道AB上運動時重力和電場力對物體做的總功為W="0"
（2）在AB段上物體所受摩擦力 
對AB段運動使用動能定理： 
解得 
（3）D點為CD軌道上的等效最高點，設(shè)物體能到D點，其速度為vD
對物體由B到D的過程由動能定理得
             
解得 
設(shè)物體恰能到D點時速度為v0，由牛頓第二定律得
 
解得     
故v0 = vD
因此物體恰好能到達(dá)D點 
考點：此題通過帶電粒子在電場和重力的復(fù)合場中的運動考查了牛頓定律及動能定理。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一質(zhì)量為m＝1 kg的小粉筆輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的A點，隨傳送帶運動到B點，小粉筆從C點沿圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運動．已知圓弧半徑R＝0.9m，軌道最低點為D，D點距水平面的高度h＝0.8m．小粉筆離開D點后恰好垂直碰擊放在水平面上E點的固定傾斜擋板．已知粉筆與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，傳送帶以5 m/s恒定速率順時針轉(zhuǎn)動（g取10 m/s2），（忽略空氣阻力）試求：

（1）傳送帶AB兩端的距離；
（2）傾斜擋板與水平面間的夾角的正切值

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地。如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為3d/4,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。

（1）求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2。
（2）輕繩能承受的最大拉力多大？
（3）改變繩長，使球重復(fù)上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)是多少？最大水平距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，一半徑為R=0.2m的豎直粗糙圓弧軌道與水平地面相接于B點，C、D兩點分別位于軌道的最低點和最高點。距地面高度為h=0.45m的水平臺面上有一質(zhì)量為m=1kg可看作質(zhì)點的物塊，物塊在水平向右的恒力F=4N的作用下，由靜止開始運動，經(jīng)過t=2s時間到達(dá)平臺邊緣上的A點，此時撤去恒力F，物塊在空中運動至B點時，恰好沿圓弧軌道切線方向滑入軌道，物塊運動到圓弧軌道最高點D時對軌道恰好無作用力。物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，空氣阻力不計，取 g=10m/s2。求

（1）物塊到達(dá)A點時的速度大小vA。
（2）物塊到達(dá)B點時的速度大小vB。
（3）物塊從B點運動到D點過程中克服摩擦力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）用一臺額定功率為P0=60kW的起重機，將一質(zhì)量為m=500kg的工件由地面豎直向上吊起，不計摩擦等阻力，取g=10m/s2。求：
（1）工件在被吊起的過程中所能達(dá)到的最大速度vm；
（2）若使工件以a=2m/s2的加速度從靜止開始勻加速向上起吊能維持勻加速運動的時間；
（3）若起重機保持額定功率從靜止開始吊起工件，經(jīng)過t=1.5s工件的速度達(dá)到vt=10m/s時工件離地面的高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

參加電視臺娛樂節(jié)目，選手要從較高的平臺上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上，已知平臺與傳送帶高度差H＝1.8 m，水池寬度x0＝1.2 m，傳送帶A、B間的距離L0＝20 m，由于傳送帶足夠粗糙，假設(shè)人落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止，經(jīng)過一個Δt＝1.0 s反應(yīng)時間后，立刻以a＝2 m/s2恒定向右加速度跑至傳送帶最右端．

(1)若傳送帶靜止，選手以v0＝3 m/s水平速度從平臺躍出，求從開始躍出到跑至傳送帶右端經(jīng)歷的時間．
(2)若傳送帶以u＝1 m/s的恒定速度向左運動，選手要能到達(dá)傳送帶右端，他從高臺上躍出的水平速度v1至少多大？在此情況下到達(dá)B點時速度大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，讓一小物體（可看作質(zhì)點）從圖示斜面上的A點以v0=4m/s的初速度滑上斜面，物體滑到斜面上的B點后沿原路返回。若A到B的距離為1m，斜面傾角為θ=37°。
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）

（1）求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；
（2）若設(shè)水平地面為零重力勢能面，且物體返回經(jīng)過C點時，其動能恰與重力勢能相等，求C點相對水平地面的高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

2010年10月1日晚在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，“長征”系列火箭第131次發(fā)射，成功將“嫦娥”二號衛(wèi)星送入奔月軌道．下面關(guān)于衛(wèi)星與火箭起飛的情形，敘述正確的是（　�。�

A．火箭尾部向下噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力
B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力
C．火箭飛出大氣層后，由于沒有空氣，火箭雖然向下噴氣，但也無法獲得前進的動力
D．衛(wèi)星進入運行軌道之后，與地球之間仍然存在一對作用力與反作用力

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖，粗糙水平地面上有一壓縮并鎖定的彈簧，彈簧左端固定于豎直墻壁上，右端與一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊A（可視為質(zhì)點）接觸但不連接，光滑的固定半圓周軌道MP與地面相切于M點，P點為軌道的最高點�，F(xiàn)解除彈簧鎖定，彈簧將小物塊A推出，A沿粗糙水平地面運動，之后沿圓周軌道運動并恰能通過P點。已知A與地面間的動摩擦因數(shù)為=0.25，最初A與M點的距離L1="2m" , 圓周軌道半徑R=0.4m，g取10m/s2，空氣阻力不計。求：
 
(1)小滑塊到達(dá)P點時的速度大��；
(2)彈簧彈力對滑塊所做的功。
(3)彈簧仍將小物塊從A點推出，為了使小物塊能夠從P點落回A點，此時A與M點的距離L2應(yīng)該取多大。

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