【題目】如圖所示，ABC是固定在豎直平面內(nèi)的絕緣圓弧軌道，圓弧半徑為R．A點(diǎn)與圓心O等高，B、C點(diǎn)處于豎直直徑的兩端．PA是一段絕緣的豎直圓管，兩者在A點(diǎn)平滑連接，整個(gè)裝置處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從管內(nèi)與C點(diǎn)等高處由靜止釋放，一段時(shí)間后小球離開(kāi)圓管進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度（g為重力加速度），小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電荷量保持不變，忽略圓管和軌道的摩擦阻力。求：

(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小；

(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；

(3)小球在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大為多少？

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析: （1）小球從P運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得： （3分）

解得： （2分）

（2）小球在最低點(diǎn)B時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得： （2分）

解得： （2分）

則由牛頓第三定律得：小球?qū)A弧軌道的壓力大小為（1分）

（3）重力場(chǎng)和電場(chǎng)看成等效場(chǎng)；對(duì)小球等效最低點(diǎn)為F點(diǎn)，在F點(diǎn)小球的速度最大，設(shè)OF與豎直方向的夾角為，在此位置小球所受的電場(chǎng)力與重力的合力方向沿半徑向外，則有：

則知： ， （2分）

設(shè)小球在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大為，小球從P到F的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

（2分）

解得： （2分）

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】（多選）如圖甲所示，一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)由靜止釋放一電子，假設(shè)電子僅受電場(chǎng)力作用，電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度時(shí)間圖像如圖乙所示，則( )

A. 電子在A、B兩點(diǎn)受的電場(chǎng)力 FA<FB

B. A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB

C. A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)φA<φB

D. 電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能EPA<EPB

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】?jī)晌矬w分別從不同高度自由下落，同時(shí)落地，第一個(gè)物體下落時(shí)間為t，第二個(gè)物體下落時(shí)間為 ，當(dāng)?shù)诙䝼�(gè)物體開(kāi)始下落時(shí)，兩物體相距（　�。�
A.gt2
B.
C.
D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】豎直的墻壁上AE被分成四段相等的部分，一物體由A點(diǎn)從靜止釋放做自由落體運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列結(jié)論正確的是（　�。�

A.物體到達(dá)各點(diǎn)的速率vB：vC：vD：vE=1： ：2
B.物體通過(guò)每一部分時(shí)，其速度增量vB﹣vA=vC﹣vB=vD﹣vC=vE﹣vD
C.物體從A到E的平均速度
D.物體從A到E的平均速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)，E、F、G、H是各邊中點(diǎn)，其連線構(gòu)成正方形，其中P點(diǎn)是EH的中點(diǎn)．一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從D點(diǎn)射出．下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過(guò)P點(diǎn)

B. 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn)

C. 若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，粒子會(huì)由E、D之間某點(diǎn)(不含E、D)射出正方形ABCD區(qū)域

D. 若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，粒子恰好由E點(diǎn)射出正方形ABCD區(qū)域

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)在要用伏安法描繪某個(gè)燈泡的 I－ U圖線.

(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用下圖中的________（甲或乙）圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，但用該電路電阻的測(cè)量值________真實(shí)值（選填“大于”、“等于”或“小于”）誤差原因是_______________。

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如表所示的幾組U和I的數(shù)據(jù)：

在下圖中畫(huà)出I－U圖象____________.

從圖象上可以看出小燈泡的電阻隨溫度升高__________（選填“變大”、“不變”或“變小”）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m1的木塊在質(zhì)量為m2的長(zhǎng)木板上向右滑行，木塊同時(shí)受到向右的拉力F的作用，長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1 ， 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2 ， 則（　�。�

A.木塊受到木板的摩擦力的大小等于F
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m1+m2）g
C.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1m1g
D.無(wú)論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1、m2(已知m2=0.5kg)的兩物塊A、B相連接，處于原長(zhǎng)并靜止在光滑水平面上．現(xiàn)使B獲得水平向右、大小為6m/s的瞬時(shí)速度，從此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象提供的信息可得( )

A. 在t1時(shí)刻，兩物塊達(dá)到共同速度2m/s，且彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

B. 從t3到t4之間彈簧由原長(zhǎng)變化為壓縮狀態(tài)

C. t3時(shí)刻彈簧彈性勢(shì)能為6J

D. 在t3和t4時(shí)刻，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖的裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究．將輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端與一小球A接觸而不固連，彈簧的原長(zhǎng)小于桌面的長(zhǎng)度．向左推小球，使彈簧壓縮后由靜止釋放．小球離開(kāi)桌面會(huì)落到水平地面．已知桌面的高度為h，小球質(zhì)量為m，重力加速度的大小為g，當(dāng)彈簧的壓縮量為時(shí)，小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離為s，則：

(1)小球離開(kāi)桌面時(shí)的速率v=_____________（用g、h、s表示）；

(2)彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能E=___________（用g、h、s表示）；

(3)將彈簧的形變量增大為，測(cè)得小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離為2s，則彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧形變量的關(guān)系是___________（文字?jǐn)⑹觯?/span>

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