【題目】如圖所示，水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓軌道BC相切于B點(diǎn)，AB長(zhǎng)為2R，水平軌道和半圓軌道均光滑且絕緣．在軌道所處空間內(nèi)存在著水平向右、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球自A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)B點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)后落回到水平軌道上．已知，求：

（1）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間；

（2）小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖淖饔昧Γ?/span>

（3）小球離開(kāi)C點(diǎn)至落回到水平軌道的過(guò)程中，小球機(jī)械能的最小值及該最小值出現(xiàn)的位置．（以水平軌道所處平面作為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面）

【答案】（1） （2）3mg，方向向上 （3）2mgR 在與C點(diǎn)水平相距R，豎直相距處

【解析】

(1)小球的加速度為

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知

解得

(2)由動(dòng)能定理可知

做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

解得N=3mg，由牛頓第三定律可知，，方向向上；

(3)機(jī)械能最小的時(shí)候，是克服電場(chǎng)力做功最多的時(shí)候，也就是離C點(diǎn)水平向左最遠(yuǎn)，即過(guò)C點(diǎn)后，水平方向速度減為0，此時(shí)有

可得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得

有

所以在與C點(diǎn)水平相距R，豎直相距處有最小值。

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】如圖所示為一豎直放置的棋盤(pán)，該棋盤(pán)具有磁性，每個(gè)棋子均可視為能被棋盤(pán)吸引的相同質(zhì)量的小磁體。對(duì)于靜止在棋盤(pán)上的某顆棋子，下列說(shuō)法正確的是( )

A. 受三個(gè)力作用

B. 所受的摩擦力是個(gè)定值

C. 棋盤(pán)對(duì)棋子的作用力大于棋子對(duì)棋盤(pán)的作用力

D. 只要磁力足夠大，即使棋盤(pán)光滑，棋子也能靜止在棋盤(pán)上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】太陽(yáng)周?chē)税舜笮行�，還有許多的小行星，在火星軌道與木星軌道之間有一個(gè)小行星帶，假設(shè)此小行星帶中的行星只受太陽(yáng)引力作用，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則

A. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期相同

B. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)加速度大于火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度

C. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期大于木星公轉(zhuǎn)周期

D. 小行星帶中某兩顆行星線速度大小不同，受到太陽(yáng)引力可能相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩點(diǎn)電荷q1和q2（電性和大小均未知）分別固定在x軸上的-2L和2L處。兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.從-2L到2L場(chǎng)強(qiáng)先減小后增大

B.-L處的場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向

C.將一電子從-2L移動(dòng)到2L，電場(chǎng)力做正功

D.x軸上只有一個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0，且位于2L的左邊

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物理興趣小組的同學(xué)們做了“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，采用如圖所示的裝置，實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量不變，探究加速度和力的關(guān)系，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。

（2）小車(chē)左端不掛細(xì)線，把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，輕推小車(chē)使它勻速下滑。

（3）細(xì)線一端連接小車(chē)，另一端掛砝碼盤(pán)，在砝碼盤(pán)中加入適量砝碼，放開(kāi)小車(chē)打出紙帶。

（4）改變砝碼盤(pán)中砝碼質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)再打出幾條紙帶，同時(shí)記下砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量。

（5）實(shí)驗(yàn)完畢，整理好器材。通過(guò)紙帶研究在小車(chē)質(zhì)量不變時(shí)加速度和力的關(guān)系。

針對(duì)以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)前將木板右端墊高，是為了平衡小車(chē)所受到的______。（填“重力”、“拉力”或“摩擦力”）

（2）為了方便，可以認(rèn)為砝碼和砝碼盤(pán)的重力等于小車(chē)所受的拉力，那么就要求砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量______小車(chē)的質(zhì)量。（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或者“等于”）

（3）某小組同學(xué)作出了小車(chē)的加速度a與細(xì)線拉力F的a—F圖像，發(fā)現(xiàn)圖線不過(guò)原點(diǎn)，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：______。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一物體掛在彈簧秤下，彈簧秤的上端固定在電梯的天花板上，在下列哪種情況下彈簧秤的讀數(shù)最小( )

A.電梯勻加速上升，且

B.電梯勻加速下降，且

C.電梯勻減速上升，且

D.電梯勻減速下降，且

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在研究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，每次用彈簧秤水平拉一放在水平桌面上的木塊，木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及彈簧秤的讀數(shù)如下表所示（每次木塊與桌面的接觸面相同）則由表可知：（ ）

A.木塊受到的最大摩擦力為 0 . 7N

B.木塊受到的最大靜摩擦力一定為 0 . 6N

C.在這五次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的

D.在這五次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有二次是相同的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用圖示裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在靠近定滑輪的位置

B. 需要用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量

C. 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤(pán)用細(xì)繩系在小車(chē)上

D. 小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力等于砝碼和砝碼盤(pán)的總重力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在足球場(chǎng)上罰任意球時(shí)，運(yùn)動(dòng)員踢出的“香蕉球”，在行進(jìn)中繞過(guò)“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門(mén)，守門(mén)員“望球莫及”，其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過(guò)程中的受力方向和速度方向，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.合外力的方向與速度方向在一條直線上

B.合外力的方向沿軌跡切線方向，速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)

C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向

D.合外力方向指向軌跡外側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向

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