（14分）如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場(chǎng)方向平行。a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場(chǎng)方向平行。一電荷量為ｑ（q> 0）的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Ｎb。不計(jì)重力，

求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、
（2）質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

                 

解析試題分析：質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為               ①
設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有
                         ②
                          ③
設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb，有
                             ④
                            ⑤
根據(jù)動(dòng)能定理有                      ⑥
聯(lián)立①②③④⑤⑥式得
                 
考點(diǎn)：本題考查動(dòng)能定理、牛頓第二定律。

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：計(jì)算題

（12分）如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線(xiàn)與導(dǎo)軌平行。
（1）求初始時(shí)刻通過(guò)電阻R的電流I的大小和方向；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)，速度變?yōu)関，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a；
（3）導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，求導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到停止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題


根據(jù)玻爾理論，電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)可以看作是僅在庫(kù)侖引力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，電子在第1軌道運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，靜電力常量為k。
（1）電子繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，可等效為環(huán)形電流，試計(jì)算電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及形成的等效電流的大��；
（2）氫原子在不同的能量狀態(tài)，對(duì)應(yīng)著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑滿(mǎn)足rn=n2r1，其中n為量子數(shù)，即軌道序號(hào)，rn為電子處于第n軌道時(shí)的軌道半徑。電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量En為電子動(dòng)能與“電子-原子核”這個(gè)系統(tǒng)電勢(shì)能的總和。理論證明，系統(tǒng)的電勢(shì)能Ep和電子繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r存在關(guān)系：Ep=-k（以無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)）。請(qǐng)根據(jù)以上條件完成下面的問(wèn)題。
①試證明電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量En和電子在第1軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量E1滿(mǎn)足關(guān)系式
②假設(shè)氫原子甲核外做圓周運(yùn)動(dòng)的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過(guò)程中所釋放的能量，恰好被量子數(shù)n=4的氫原子乙吸收并使其電離，即其核外在第4軌道做圓周運(yùn)動(dòng)的電子脫離氫原子核的作用范圍。不考慮電離前后原子核的動(dòng)能改變，試求氫原子乙電離后電子的動(dòng)能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分) 如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊，從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0＝3 m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線(xiàn)方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M＝3 kg的長(zhǎng)木板．已知木板上表面與圓弧軌道末端切線(xiàn)相平，木板下表面與水平地面之間光滑接觸，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.5 m，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線(xiàn)與豎直方向的夾角θ＝53°，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)A、C兩點(diǎn)的高度差；
(2)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
(3)要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板，木板的最小長(zhǎng)度．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖1所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，
場(chǎng)強(qiáng)E＝5×105V/m。質(zhì)量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段
的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與軌道其余部分的摩擦忽略不計(jì)�，F(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得沿軌道向左的初速度
v0=4m/s，且在沿軌道AD段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關(guān)系如
圖2）作用，小環(huán)第一次到A點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道剛好無(wú)壓力。不計(jì)小環(huán)大小，g取10m/s2。求：

（1）小環(huán)運(yùn)動(dòng)第一次到A時(shí)的速度多大？
（2）小環(huán)第一次回到D點(diǎn)時(shí)速度多大？
（3）小環(huán)經(jīng)過(guò)若干次循環(huán)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)不小于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直平面內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα，現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開(kāi)始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中：

（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？
（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，一個(gè)帶電小球質(zhì)量為m，輕質(zhì)的絕緣細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)，靜止時(shí)小球位于A點(diǎn)，細(xì)線(xiàn)與豎直方向成37°角，重力加速度為g，（sin370=0.6；cos370=0.8）求：

（1）小球帶何種電荷？電荷量多少？
（2）現(xiàn)將小球拉回到豎直方向（圖中B點(diǎn)），后由靜止釋放，小球通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小是多少？
（3）若將小球到水平方向（圖中C點(diǎn)）由靜止釋放，則小球通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

帶負(fù)電的小物體A放在傾角為θ（sinθ＝0.6）的絕緣斜面上，整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示。物體A的質(zhì)量為m、電量為－q，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開(kāi)斜面。重力加速度為g。求：

（1）物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況？說(shuō)明理由。
（2）加磁場(chǎng)前A沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離為多少？
（3）物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？（結(jié)果用字母表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）、如圖，質(zhì)量m＝1kg的滑塊放在質(zhì)量M＝1kg的長(zhǎng)木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，木板長(zhǎng)L＝75cm，開(kāi)始時(shí)兩者都　處在靜止?fàn)顟B(tài)�，F(xiàn)用水平向右的恒力F拉小滑塊向木板的右端運(yùn)動(dòng)，為了在0.5s末使滑塊從木板右端滑出，拉力F應(yīng)多大？此過(guò)程產(chǎn)生的熱量是多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案