如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接．圓弧的半徑R＝0.40 m. 在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E＝1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質量m＝0.10 kg的帶電體(可視為質點)放在水平軌道上與B端距離s＝1.0 m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動，當運動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10 m/s2，求：

(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大��；
(2)帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大��；
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運動到C端的過程中，摩擦力做的功．

（1）8.0 m/s2；4.0 m/s.（2）5.0 N.（3）－0.72 J.

解析試題分析：(1)設帶電體在水平軌道上運動的加速度大小為a，
根據(jù)牛頓第二定律qE＝ma       解得a＝qE/ m＝8.0 m/s2                                                 
設帶電體運動到B端的速度大小為vB，則＝2as，             
解得vB＝＝4.0 m/s.                                         
(2)設帶電體運動到圓弧形軌道B端時受軌道的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律
FN－mg＝m                             
解得                FN＝mg＋m＝5.0 N                      
根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對圓弧軌道B端的壓力大小FN′＝FN＝5.0 N.
(3)設帶電體沿圓弧形軌道運動過程中摩擦力所做的功為W摩，根據(jù)動能定理得
W電＋W摩－mgR＝0－m                
因電場力做功與路徑無關，所以帶電體沿圓弧形軌道運動過程中，電場力所做的功
W電＝qER＝0.32 J，                       
聯(lián)立解得           W摩＝－0.72 J.                             
(另解：全過程用動能定理： 可得
考點：牛頓第二定律及動能定理；

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

建造在公路上的橋梁大多是凸形橋，較少是水平橋，更沒有凹形橋，其主要原因是(　　)

A．為的是節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本
B．汽車以同樣速度通過凹形橋時對橋面的壓力要比水平或凸形橋的壓力大，故凹形橋易損壞
C．可能是建造凹形橋技術上特別困難
D．無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示的裝置叫做阿特伍德機，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律。繩子兩端的物體豎直運動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費的時間要長，這使得實驗者有較長的時間從容的觀測、研究。已知物體A、B的質量相等均為M，，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計，輕繩不可伸長且足夠長，求：

（1）若物體C的質量為M/4，物體B從靜止開始下落一段距離的時間與自由落體下落同樣的距離所用時間的比值。
（2）如果連接AB的輕繩能承受的最大拉力為1.2Mg，那么對物體C的質量有何要求?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，如圖所示。我們將選手簡化為質量m=50kg的質點，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角=，繩長l=2m，繩的懸掛點O距水面的高度為H=3m。不考慮空氣阻力和繩的質量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深。（取重力加速度，，）

（1）求選手擺到最低點時繩子對選手拉力的大小F；
（2）若選手擺到最低點時松手，落到了浮臺上，試用題中所提供的數(shù)據(jù)算出落點與岸的水平距離；
（3）選手擺到最高點時松手落入水中。設水對選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

光滑水平面AB與豎直面內的粗糙半圓形導軌在B點平滑連接，導軌半徑為R，一個質量m的小物塊在A點以v0=3的速度向B點運動，如圖所示， AB=4R，物塊沿圓形軌道通過最高點C后做平拋運動，最后恰好落回出發(fā)點A。（ g取10 m/s2），求：

（1） 物塊在C點時的速度大小vC；
（2） 物塊在C點處對軌道的壓力大小FN；
（3） 物塊從B到C過程阻力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示是游樂園內某種過山車的示意圖。半徑為R＝8.0m的光滑圓形軌道固定在傾角θ＝37°的斜軌道面上的A點，圓軌道的最高點D與車（視為質點）的初始位置P點平齊，B為圓軌道的最低點，C點與圓心O等高，圓軌道與斜軌道PA之間平滑連接。已知g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，車的質量m=100kg。求：

（1）若車從P點由靜止開始下滑，恰能到達C點，則它經(jīng)過B點時受圓軌道的支持力NB；
（2）若斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為，為使小車恰好能通過圓形軌道的最高點D，則它在P點沿斜面向下的初速度v0。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示的水平轉盤可繞豎直軸OO′旋轉，盤上水平桿上穿著兩個質量均為m=2kg的小球A和B。現(xiàn)將A和B分別置于距軸rA=0.5m和rB=1m處，并用不可伸長的輕繩相連。已知兩球與桿之間的最大靜摩擦力都是fm=1N。試分析轉速ω從零緩慢逐漸增大（短時間內可近似認為是勻速轉動），兩球對軸保持相對靜止過程中，在滿足下列條件下，ω的大小。

（1）繩中剛要出現(xiàn)張力時的ω1；
（2）A、B中某個球所受的摩擦力剛要改變方向時的ω2，并指明是哪個球的摩擦力方向改變；
（3）兩球對軸剛要滑動時的ω3。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(15分）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強度及超強導電、導熱等非凡的物理化學性質有望使21世紀的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀實現(xiàn)�？茖W家們設想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行，實現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。

（1）若”太空電梯”將貨物從赤道基站運到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內質量為m1的貨物相對地心運動的動能。設地球自轉角速度為ω，地球半徑為R。
（2）當電梯倉停在距地面高度h2 = 4R的站點時，求倉內質量m2 = 50kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2，地球自轉角速度ω = 7.3×10-5rad/s，地球半徑R = 6.4×103km。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，POQ是折成60°角的固定于豎直平面內的光滑金屬導軌，導軌關于豎直軸線對稱，OP＝OQ＝L．整個裝置處在垂直導軌平面向里的足夠大的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律為B＝B0－kt(其中k為大于0的常數(shù))．一質量為m、長為L、電阻為R、粗細均勻的導體棒鎖定于OP、OQ的中點a、b位置．當磁感應強度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變，同時將導體棒解除鎖定，導體棒向下運動，離開導軌時的速度為v．導體棒與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，重力加速度為g．求導體棒：

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向；
⑵滑到導軌末端時的加速度大��；
⑶運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

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同步練習冊答案