如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B,C的連線水平。質(zhì)量為m的帶正電小球從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落A,B兩點(diǎn)間距離為4R。從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑)進(jìn)人管口開始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)斜向左上方的勻強(qiáng)電場(chǎng),小球所受電場(chǎng)力在豎直方向上的分力方向向上,大小與重力相等,結(jié)果小球從管口 C處離開圓管后,又能經(jīng)過A點(diǎn)。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變,重力加速度為g,求:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)小球受到的電場(chǎng)力大;
(3)  小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力。
(1)
(2)
(3)
(1)小球下落過程只有重力做功,根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式求解;
(2)小球從B到C過程,只有電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理列式;小球離開C點(diǎn)后,豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng),水平方向做加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)列式求解;
(3)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力和支持力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式即可.
解:(1)小球從開始下落到管口B,機(jī)械能守恒:mg?4R=m 解得vB=
(2)設(shè)電場(chǎng)力的豎直向上分力為Fy,水平分力為Fx,則Fy=mg
從B到C,由動(dòng)能定理:-Fx?2R=m(---------------①
小球從管口C到A,做類平拋,豎直方向勻速運(yùn)動(dòng) y=4R=VC?t----------②
水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)x=2R=-----③
由①②③得Fx=mg      故電場(chǎng)力大小F=mg  方向與水平向左成450斜向上.
(3)球在管口C處由牛頓定律:Fx+N=  得N=3mg
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵運(yùn)用正交分解法,將小球的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解,然后運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理列式求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,為真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng),a、b分別是其電場(chǎng)中的兩點(diǎn),其中a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea,方向與a、b連線成120°角;b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb,方向與a、b連線成150°角。一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場(chǎng)中由a運(yùn)動(dòng)到b,則
A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小
B.q在a、b兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小之比
C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)相比較
D.q在a、b兩點(diǎn)電勢(shì)能相比較

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,Q1、Q2為兩個(gè)固定點(diǎn)電荷,其中Q1帶正電,兩電荷連線的延長(zhǎng)線上有a、b兩點(diǎn)。一帶正電的試探電荷,只在靜電力作用下以一定的初速度沿直線從b點(diǎn)開始經(jīng)a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng),其速度一時(shí)間圖象如圖乙所示,分別為試探電荷經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度。下列說法正確的是(   )
A.帶正電
B.
C.試探電荷從b點(diǎn)到a點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增大
D.試探電荷離開a點(diǎn)后所受靜電力一直減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

現(xiàn)有兩個(gè)邊長(zhǎng)不等的正方形ABCD和abcd,如圖所示,且Aa、Bb、Cc、Dd間距相等。在AB、AC、CD、DB的中點(diǎn)分別放等量的正點(diǎn)電荷或負(fù)點(diǎn)電荷。則下列說法中正確的是

A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均為零
B.把一負(fù)點(diǎn)電荷沿著b→d→c的路徑移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功為零
C.同一點(diǎn)電荷在a、d兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同
D.將一正點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)電勢(shì)能減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子,從圖中的O點(diǎn)以初速度v0射入場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,v0與x軸方向夾角為θ,飛出電場(chǎng)時(shí)速度恰好沿y軸的正方向。帶電粒子所受的重力忽略不計(jì),在這過程中,帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度的變化量大小和動(dòng)能變化量
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在電場(chǎng)中,若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球由靜止釋放后小球的運(yùn)動(dòng)速度與豎直方向夾角為37°(取),F(xiàn)將該小球從該電場(chǎng)中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出。求拋出之后小球的運(yùn)動(dòng)過程中:
(1)小球受到的電場(chǎng)力的大小及方向;
(2)小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的電勢(shì)能變化量;
(3)小球的最小動(dòng)量的大小及方向。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度,以下說法正確的是
A.一點(diǎn)電荷分別處于電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn),電荷受到的電場(chǎng)力大則場(chǎng)強(qiáng)大
B.在電場(chǎng)某點(diǎn)如果沒有檢驗(yàn)電荷,則電場(chǎng)力為零,電場(chǎng)強(qiáng)度也為零
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,則檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零
D.一檢驗(yàn)電荷在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心,半徑為r的球面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示,比較A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EA、EB大小:

A、EA>EB       B、EA=EB       C、EA<EB,     D、不確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,長(zhǎng)為2 L的板面光滑且不導(dǎo)電的平板小車C放在光滑水平面上,車的右端有檔板,車的質(zhì)量mC = 4m。今在靜止的平板車的左端放一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m的物塊A,在中間位置放一個(gè)絕緣物體B,質(zhì)量為mB=2m。在整個(gè)空間加上一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),金屬塊A由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),并以速度v0與B發(fā)生碰撞,碰后A以v0/4的速度反彈回來,B以一定速度沿平板向右運(yùn)動(dòng)與C車的檔板相碰。碰后小車的速度等于碰前物塊B速度的一半。物塊A、B均視為質(zhì)點(diǎn),A、B相碰時(shí)的相互作用力遠(yuǎn)大于電場(chǎng)力,A和B碰撞時(shí)所帶電荷量不變。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。
(2)若A第二次與B相碰,判斷是在B與C相碰之前還是相碰之后?
(3)A從第一次與B相碰到第二次與B相碰的這段時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)力對(duì)A做的功。

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