如圖所示,BC是半徑為R的
1
4
圓弧形的光滑且絕緣的軌道,位于豎直平面內(nèi),其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊(體積很小可視為質(zhì)點(diǎn)),從C點(diǎn)由靜止釋放,滑到水平軌道上的A點(diǎn)時(shí)速度減為零.若已知滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.忽略因摩擦而造成的電荷量的損失.求:?
(1)滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)水平軌道上A、B兩點(diǎn)之間的距離.
(1)小滑塊從C到B的過程中,只有重力和電場(chǎng)力對(duì)它做功,
設(shè)滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,根據(jù)動(dòng)能定理有:
mgR-qER=
1
2
m
v2B
解得:vB=
2(mg-qE)R
m

(2)小滑塊在AB軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),所受摩擦力為f=μmg
小滑塊從C經(jīng)B到A的整個(gè)過程中,重力做正功,電場(chǎng)力和摩擦力做負(fù)功.設(shè)小滑塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的距離(即A、B兩點(diǎn)間的距離)為L(zhǎng),則根椐動(dòng)能定理有:
mgR-qE(R+L)-μmgL=0
解得L=
mg-qE
μmg+qE
R

答:(1)滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
2(mg-qE)R
m
;
(2)水平軌道上A、B兩點(diǎn)之間的距離L=
mg-qE
μmg+qE
R
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,物體A放在足夠長(zhǎng)的木板B上,木板B靜止于水平面.t=0時(shí),電動(dòng)機(jī)通過水平細(xì)繩以恒力F拉木板B,使它做初速度為零、加速度aB=1.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為2.0kg,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.05,B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等,重力加速度g取10m/s2.求
(1)物體A剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA;
(2)t=1.0s時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出功率P;
(3)若t=1.0s時(shí),將電動(dòng)機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為P′=5W,并在以后的運(yùn)動(dòng)過程中始終保持這一功率不變,t=3.8s時(shí)物體A的速度為1.2m/s.則在t=1.0s到t=3.8s這段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

人手拉一質(zhì)量為10kg重物被升降機(jī)由靜止向上提升1m,這時(shí)物體的速度為2m/s,則下列說法中錯(cuò)誤的是(g取10m/s2)( 。
A.手對(duì)物體做功120JB.合外力對(duì)物體做功120J
C.合外力對(duì)物體做功20JD.物體克服重力做功100J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

質(zhì)量為2kg的彈性球,以10m/s的速度垂直射人一堵泥墻,并陷入其中,則墻對(duì)球做功為______,若球打在堅(jiān)硬的墻上能以原速率彈回,那么墻對(duì)球做功為______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在傾角θ=37°的絕緣面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=4.0×103N/C,在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板.質(zhì)量m=0.20kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下,滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回.已知斜面的高度h=0.24m,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30,滑塊帶電荷q=-5.0×10-4C.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大。
(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度.
(3)滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到停下來的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量Q.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,D、A、B、C四點(diǎn)水平間距相等,DA、AB、BC豎直方向高度差之比為1:3:5.在A、B、C三點(diǎn)分別放置相同的小球,釋放三個(gè)壓縮的彈簧,小球沿水平方向彈出,小球均落在D點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)于A、B、C三點(diǎn)處的小球說法正確的是(  )
A.三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:2:3
B.三個(gè)小球彈出時(shí)的動(dòng)能之比為1:4:9
C.三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力做功之比為1:3:5
D.三個(gè)小球落地時(shí)的動(dòng)能之比為2:5:10

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m=4kg的物體靜止在水平面上,在外力F=25N作用下開始運(yùn)動(dòng),已知F與水平方向夾角為37?,物體位移為5m時(shí),具有50J的動(dòng)能.求:(取g=10m/s2
(1)此過程中,物體克服摩擦力所做的功;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示在水平地面上固定一個(gè)半徑為R的半圓形軌道,其中圓弧部分光滑,水平段長(zhǎng)為L(zhǎng),一質(zhì)量為m的小物塊緊靠一根被壓縮的彈簧固定在水平軌道的右端,小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)突然釋放小物塊,小物塊被彈出,恰好能夠到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A,取g=10m/s2,且彈簧長(zhǎng)度忽略不計(jì),求:
(1)小物塊的落點(diǎn)距O′的水平距離;
(2)小物塊經(jīng)過點(diǎn)O′時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)小物塊釋放前彈簧具有的彈性勢(shì)能.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(9分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道MN的半徑為R,MP為粗糙水平面.兩個(gè)小物塊A、B可視為質(zhì)點(diǎn),在半圓形軌道圓心O的正下方M處,處于靜止?fàn)顟B(tài).若A、B之間夾有少量炸藥,炸藥爆炸后,A恰能經(jīng)過半圓形軌道的最高點(diǎn)N,而B到達(dá)的最遠(yuǎn)位置恰好是A在水平面上的落點(diǎn).已知粗糙水平面與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求:

(1)A在軌道最高點(diǎn)的速度大;
(2)B到達(dá)的最遠(yuǎn)位置離M點(diǎn)的距離;
(3)A與B的質(zhì)量之比.

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