如圖所示，在理想邊界MN的上方有方向向右的勻強電場E，下方有垂直紙面向外的磁感應強度大小為B=0.20T的勻強磁場，電場和磁場的范圍足夠大．一根光滑的絕緣塑料細桿abcd彎成圖示形狀，其中ab段是豎直的，bcd正好構(gòu)成半徑為R1=0.20m的半圓，bd位于邊界MN上，將一個質(zhì)量為m=0.10kg、電量為q=0.50C的帶正電金屬環(huán)套在塑料桿ab上，從距離b點高R處由靜止開始釋放后，g=10m/s2．求：
（1）金屬環(huán)經(jīng)過最低點c處時對塑料桿的作用力；
（2）如果金屬環(huán)從d點進入電場后，正好垂直打在塑料桿ab段上，求電場強度E的大�。�
（1）設金屬環(huán)運動到最低點C的速度為vc，
根據(jù)動能定理：mgR?2R=
1
2
m
v2c
解得：vc=
4gR
=2
2
m/s
在最低點C處對金屬環(huán)分析受力，
根據(jù)牛頓第二定律有：FN+Bqvc-mg=m
v2c
R
解得：FN=5mg-Bqvc=4.72N
根據(jù)牛頓第三定律得，金屬環(huán)對塑料桿的作用力為4.72N，方向向下．
（2）設金屬環(huán)運動到d點時速度為vd．
根據(jù)動能定理可得：mg?R=
1
2
m
v2d

進入電場中運動，在豎直方向上只受重力作用，做豎直上拋運動，當垂直打在ab桿上時，速度的豎直分量減為零，
設時間為t1，則有0=vd-gt1
水平方向上的加速度設 為a1．
則有qE=ma1
2R=
1
2
a1
t21

解得a1=20m/s2
E=4N/C
答：（1）金屬環(huán)經(jīng)過最低點c處時對塑料桿的作用力為4.72N，方向向下；
（2）如果金屬環(huán)從d點進入電場后，正好垂直打在塑料桿ab段上，則電場強度E的大小為4N/C．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，“”型桿上通過輕繩連有兩個滑環(huán)A、B，已知它們的質(zhì)量mA=mB=2Kg，A與水平桿間動摩擦系數(shù)為0.2，B與豎直桿間光滑接觸，輕繩長L=25cm．現(xiàn)用水平力將A球緩慢向右拉動，則拉動過程中，θ角由37°增大到53°，這一段內(nèi)拉力F做的功為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

風洞實驗室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風力，如圖所示，在風洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標系．質(zhì)量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s從O點沿x軸正方向運動，在0～2.0s內(nèi)受到一個沿y軸正方向、大小F1=0.20N的風力作用；小球運動2.0s后風力方向變?yōu)閥軸負方向、大小變?yōu)镕2=0.10N（圖中未畫出）．試求：
（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內(nèi)運動的位移大��；
（2）小球回到x軸上時的動能大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

在光滑水平面上有一靜止物體．現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時間后，換成相反方向水平恒力乙推這一物體，當恒力乙作用時間與恒力甲作用時間相同時，物體恰好回到原處，此時物體動能為32J，則在整個過程中，恒力甲做的功為______J，恒力乙做的功為______J．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在農(nóng)村人們蓋房打地基叫打夯，夯錘的結(jié)構(gòu)如圖所示，打夯共有5人，四個人分別握住夯錘的一個把手，一個人負責喊號，喊號人一聲號子，四個人同時向上用力將夯錘提起，號音一落四人同時松手，夯錘落至地面將地基砸實．某次打夯時，設夯錘的質(zhì)量為80kg，將夯錘提起時，每個人都對夯錘施加豎直向上的力，大小均為250N，力的持續(xù)時間為0.6s，然后松手．夯錘落地時將地面砸出2cm深的一個凹痕．求：
（1）四個人每次對夯錘所做的總功W？
（2）夯錘能夠上升的最大高度？
（3）夯錘落地時對地面的平均作用力為多大？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，左圖是游樂場中過山車的實物圖片，右圖是過山車的原理圖．在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道，固定在傾角為α=37°斜軌道面上的Q、Z兩點，且兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接．現(xiàn)使小車（視作質(zhì)點）從P點以一定的初速度沿斜面向下運動．已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=
1
24
．問：（已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan（
a
2
）=
sina
1+cosa
．結(jié)果可保留根號．）

（1）若小車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處，則其在P點的初速度應為多大？
（2）若小車在P點的初速度為10m/s，則小車能否安全通過兩個圓形軌道？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以
g
3
的加速度由靜止沿豎直方向加速下落到地面，下列說法中正確的是（　　）
A．物體的重力勢能減少
mgh
3
B．物體的機械能減少
mgh
3
C．物體的動能增加
mgh
3
D．重力做功mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一質(zhì)量為2kg的滑塊，以4m/s的速度在光滑的水平面上滑動，從某一時刻起，給滑塊施加一個與運動方向相同的水平力，經(jīng)過一段時間，滑塊的速度大小變?yōu)?m/s，則在這段時間里，水平力做的功為（　�。�
A．25JB．16JC．9JD．41J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，AB和CD處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，OA處于水平位置．AB是半徑為R=2m的
1
4
的圓周軌道，CD是半徑為r=1m的半圓圓管軌道（圓管寬度可以忽略），最高點D處于固定一個豎直彈性擋板，小球與擋板碰撞后功能損失不計．BC是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接．已知BC段水平軌道L=4m，與小球之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．現(xiàn)讓一個質(zhì)量m=1kg的小球p從A點的正上方距水平線OA高H=1.9m處自由落下，g取10m/s2．求：
（1）小球第一次到達D點對軌道的壓力和方向；
（2）小球與彈性擋板碰撞額次數(shù)，小球最終靜止于何處．

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同步練習冊答案