(14分)如圖所示,水平軌道AB與豎直軌道CD用一光滑的半徑R=0.5m的圓弧BC平滑連接,現(xiàn)有一物塊從豎直軌道上的Q點(diǎn)由靜止開始釋放,已知QC間的長度R=0.5m,物塊的質(zhì)量m=0.2kg,物塊與AB和CD軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,求;

(1)物塊下滑到水平面后,距離B點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離s為多少?
(2)若整個(gè)空間存在一水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×106V/m,并使物塊帶電,帶電量為q=+2.0×10-6C,所有接觸面均絕緣,現(xiàn)使帶電物塊從水平面上的P點(diǎn)由靜止開始釋放(P點(diǎn)未在圖中標(biāo)出),要想使物塊剛好能通過Q點(diǎn),PB間的長度L為多少?
(3)在符合第二問的基礎(chǔ)上,物塊到達(dá)圓弧上C點(diǎn)時(shí),對軌道的壓力大小?
(1)(2)(3)

試題分析:(1)物塊從Q點(diǎn)下滑經(jīng)過C點(diǎn)的過程雖然有摩擦因數(shù),但是沒有壓力,所以沒有摩擦力。
經(jīng)過B點(diǎn)后沿水平軌道運(yùn)動(dòng),設(shè)距離B點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為S,根據(jù)動(dòng)能定理有

整理得
(2)物塊剛好能通過Q點(diǎn)即,物塊從P點(diǎn)到Q點(diǎn)過程,根據(jù)動(dòng)能定理

整理得
(3)物塊從A點(diǎn)到C點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有
在C點(diǎn),徑向的電場力和軌道彈力的合力提供向心力,即

聯(lián)立解得
根據(jù)牛頓第三定律,物體對軌道壓力大小為
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)一圓筒的橫截面如圖所示,其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷,N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放,經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場中,粒子與圈筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出,設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失,且電荷量保持不變,在不計(jì)重力的情況下,求:

(1)M、N間電場強(qiáng)度E的大小;
(2)圓筒的半徑R;
(3)保持M、N間電場強(qiáng)度E不變,僅將M板向上平移,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間,與圓筒的碰撞次數(shù)n。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,粗糙水平軌道AB與豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道BDC在B處平滑連接,B、C分別為半圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),D為半圓軌道的最右端。一個(gè)質(zhì)量m的小物體P被一根細(xì)線拴住放在水平軌道上,細(xì)線的左端固定在豎直墻壁上。在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧,此時(shí)P到B點(diǎn)的距離為x0。物體P與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,半圓軌道半徑為R,F(xiàn)將細(xì)線剪斷,P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道,恰好能通過C點(diǎn)。試求:

(1)物體經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度的大?
(2)細(xì)線未剪斷時(shí)彈簧的彈性勢能的大。
(3)物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)合力的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),從某時(shí)刻起受到一恒力作用。此后,該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能
A.一直增大
B.先逐漸減小至零,再逐漸增大
C.先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小
D.先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

“旋轉(zhuǎn)秋千”是游樂園里常見的游樂項(xiàng)目,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊上,繩子下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看質(zhì)點(diǎn),“旋轉(zhuǎn)秋千”可簡化為如圖所示的模型。其中,處于水平面內(nèi)的圓形轉(zhuǎn)盤,半徑為r,可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。讓轉(zhuǎn)盤由靜止開始逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩子與豎直方向的夾角為。已知繩長為L且不可伸長,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m,不計(jì)空氣阻力及繩重。則下列說法中正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的重力越大,繩子與豎直方向的夾角越小
B.質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是其所受懸線的拉力
C.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系為=
D.質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,繩子對質(zhì)點(diǎn)做的功為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(本題12分)如圖所示的裝置中,平行板電場中有一質(zhì)量為m,帶電量為q的小球,用長L的細(xì)線拴住后在電場中處于平衡狀態(tài)(即平衡位置),此時(shí)線與豎直方向的夾角為θ,兩板間的距離為d,求:

(1)小球帶何種電荷?
(2)兩板間的電勢差是多少?
(3)把線拉成豎直向下的位置,放手后小球到達(dá)平衡位置時(shí)的速度為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量均為m,彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊B剛要離開C時(shí),A的速度為v,則此過程(彈簧的彈性勢能與彈簧的伸長量或壓縮量的平方成正比,重力加速度為g)

A.物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為
B.物塊A加速度為
C.拉力F做的功為
D.拉力F對A做的功等于A的機(jī)械能的增加量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(11分)光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的“┙”型滑板(平面部分足夠長),滑板的質(zhì)量為4m。距離滑板的右壁A為L1的B處放有一質(zhì)量為m、電量為+q(q>0)的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),小物體與板面之間的摩擦可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中。開始時(shí),滑板與小物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻釋放小物體,求:

(1)小物體第一次跟滑板的A壁碰撞前瞬間的速度v1多大;
(2)若小物體與A壁碰撞時(shí)間極短,且碰撞過程沒有機(jī)械能損失,則
a.小物體第二次即將跟A壁碰撞瞬間,滑板的速度v和小物體的速度v2分別為多大;
b.從開始釋放小物體到它即將第二次跟A壁碰撞的過程中,整個(gè)裝置的電勢能減少了多少.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強(qiáng)電場區(qū)域,場強(qiáng),方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場邊緣的O點(diǎn),帶電量、質(zhì)量的物塊A在距O點(diǎn)s=2.25m處以vo=5m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng),并與B發(fā)生碰撞,假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有動(dòng)能損失。A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍,A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為=0.2,物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),且A的電荷量始終不變,取g = 10m/S2。

(1) 求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大小;
(2) 求碰撞后瞬間A和B的速度大小;
(3) 討論K在不同取值范圍時(shí)電場力對A做的功。

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