【題目】如圖所示空間,存在水平向右的勻強(qiáng)電場,半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電的珠子(可視為質(zhì)點(diǎn)),珠子所受靜電力是其重力的。將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)靜止釋放,求:

(1)珠子所能獲得的最大動能和在最大動能處環(huán)對珠子的作用力;

(2)要使珠子恰好能繞圓環(huán)做完整的圓周運(yùn)動,則應(yīng)在A點(diǎn)給珠子以多大的初速度?

【答案】(1),;(2)

【解析】

(1)珠子的平衡位置和圓心連線與豎直方向的夾角為θ,有

珠子在平衡位置速度最大,珠子從A點(diǎn)運(yùn)動到平衡位置,由動能定理:

最大動能

設(shè)在動能最大處圓環(huán)對珠子的作用力為N;根據(jù)圓周運(yùn)動

得:

;

(2)如圖:

此時珠子做圓周運(yùn)動的等效“最高點(diǎn)”為D,在D點(diǎn),珠子速度為零時,此小球在A點(diǎn)的初速度最小,從A點(diǎn)到D點(diǎn)過程,由動能定理:

得:

。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一般教室門上都安裝一種暗鎖,這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾角θ30°)、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成,如圖甲所示。設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦因數(shù)均為μ,最大靜摩擦力FfmFfmμFN(FN為正壓力)求得。有一次放學(xué)后,當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門時,無論用多大的力,也不能將門關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖),此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示,P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn),彈簧由于被壓縮而縮短了x。

(1)試問,自鎖狀態(tài)時D的下表面所受摩擦力的方向;

(2)求此時(自鎖時)鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大;

(3)無論用多大的力拉門,暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態(tài),則μ至少要多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。光滑的水平平臺上的A點(diǎn)放置有一個光電門。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片;

B.用天平分別測得小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量為m1m2;

C.ab間用細(xì)線連接,中間夾一被壓縮了的水平輕短彈簧,靜止放置在平臺上;

D.細(xì)線燒斷后,a、b被彈開,向相反方向運(yùn)動;

E.記錄滑塊a離開彈黃后通過光電門時擋光片的遮光時間t;

F.小球b離開彈簧后從平臺邊緣飛出,落在水平地面的B點(diǎn),測出平臺距水平地面的高度hB點(diǎn)與平臺邊緣鉛垂線之間的水平距離x0;

G.改變彈賛壓縮量,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).

1)用螺旋測微器測量遮光條的寬度,如圖乙所示,則遮光條的寬度為_______________mm.

2)若ab與彈黃作用過程中系統(tǒng)動量守恒,則m1=______________(用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示,重力加速度為g

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,R1>r,將滑動變阻器R的滑片從位置a向下滑動到位置b的過程中,電路均處于穩(wěn)定狀態(tài)。滑片處于位置b和位置a相比,電路中  

A.燈泡L的亮度變亮B.電容器C所帶電荷量Q增大

C.電源的輸出功率P增大D.電阻R1消耗的熱功率P1增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖(a)為某簡易多用電表的電路圖。圖中G是表頭;E是電池;R1、R2、R3、R4R5是固定電阻;R6是可變電阻;虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,分別為:直流電壓2.5 V擋和5 V擋,直流電流2.5 mA擋和10 mA擋,歐姆×100 Ω擋。

(1)圖(a)中的A端與___________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。

(2)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)中的c位置所示。若此時多用電表使用的是直流電壓2.5 V擋,則多用電表讀數(shù)為_____________V;若此時多用電表使用的是歐姆×100 Ω擋,則讀數(shù)為_____________Ω。

(3)某次使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,若多用電表指針位置如圖(b)中的d位置,則應(yīng)應(yīng)將R6接入電路的電阻調(diào)______(填“大”或“小”),才能使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置。

(4)當(dāng)多用電表使用10 mA檔時,虛線方框內(nèi)的換擋開關(guān)應(yīng)與________號接線柱連接。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,圖中A、B為兩個光電門。

1)該同學(xué)首先利用20分度的游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d,測量結(jié)果如圖乙所示,則d________cm;

2)讓小球從光電門A上方某一高度處自由下落,計(jì)時裝置測出小球通過光電門A、B的擋光時間tA、tB,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,用刻度尺測量出光電門AB間的距離h,則只需比較________________是否相等就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能是否守恒;(用題目中涉及的物理量符號來表示)

3)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確,經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn),(2)中需要驗(yàn)證的兩個數(shù)值總是存在一定的誤差,產(chǎn)生這種誤差的主要原因是__________________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,斌斌利用如圖所示可拆式變壓器(鐵芯不閉合)進(jìn)行研究。

1)實(shí)驗(yàn)還需要下列器材中的________;

2)實(shí)驗(yàn)中,圖中變壓器的原線圈接線“0、8”接線柱,所接電源電壓為交流10.0V,副線圈接線“0、4”接線柱,則副線圈所接電表示數(shù)可能是______。

A20.0 V

B15.0 V

C5.0 V

D2.5 V

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在同一平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠?/span>l,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動,線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的正確圖線可能是( )

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平桌面上有體積相同的兩個小球A、B,質(zhì)量分別為m=0.1kgM=0.3kg,兩球中間夾著一根壓縮的輕彈簧,原來處于靜止?fàn)顟B(tài),同時放開A、B球和彈簧,已知A球脫離彈簧的速度為6m/s,接著A球進(jìn)入與水平面相切,半徑為0.5m的豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運(yùn)動,PQ為半圓形軌道豎直的直徑,,下列說法正確的是

A. 彈簧彈開過程,彈力對A的沖量大于對B的沖量

B. A球脫離彈簧時B球獲得的速度大小為2m/s

C. A球從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)過程中所受合外力的沖量大小為1N·s

D. 若半圓軌道半徑改為0.9m,則A球不能到達(dá)Q點(diǎn)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案