如圖所示，將兩個等量異種點電荷+Q和-Q分別固定于豎直線上的A、B兩點，AB間距離為2d．EF為AB的中垂線．將質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為質(zhì)點且不影響原電場的分布）的帶電小球固定在可繞O點自由轉(zhuǎn)動的絕緣細桿的一端．從小球位于最高點C處由靜止釋放，已知OC=
d
2
小球經(jīng)過F點時速度為v，重力加速度為g，不計細桿重力和摩擦阻力，求：
（1）C、F間的電勢差UCF．
（2）小球經(jīng)過最低點D點的速度大小．
（1）等量異種電荷形成電場是中垂線兩側(cè)電場對稱，中垂線上各點的場強與中垂線垂直，且中垂線是等勢線，由C到F為研究過程，由動能定理得：
1
2
mgd+qUCF=
1
2
mv2
解之得：UCF=
mv2-mgd
2q
…①
（2）據(jù)等量異種電荷電場的對稱性知：UCF=UFD…②
設小球到D點的速度為VD，由C到D為研究過程，動能定理得：mgd+qUCD=
1
2
m
v2D
…③
聯(lián)立①②③解之得：VD=
2
v
答：（1）C、F間的電勢差為
mv2-mgd
2q
；（2）小球經(jīng)過最低點D點的速度大小為
2
v．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量相等的A、B兩物體（當作質(zhì)點）．從同一高度h同時開始運動，A做平拋運動，B做自由落體運動．已知兩物體質(zhì)量均為m，重力加速度為g．則（　�。�
A．兩球在空中運動的時間不同
B．兩球落地時動能相等
C．從開始到剛落地的過程中，兩球的動能增量相同
D．若落地后速度均變?yōu)榱�，則落地過程中兩球機械能的減少量均為mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，D、E、F、G為地面上距離相等的四點，三個質(zhì)量相同的小球A、B、C分別在E、F、G的正上方不同高度處，以相同的水平初速度向左拋出，最后均落到D點．若不計空氣阻力，則可判斷A、B、C三個小球（　�。�
A．在空中運動時間之比為l：3：5
B．初始離地面的高度之比為1：3：5
C．在空中運動過程中重力的平均功率之比為l：2：3
D．從拋出到落地過程中，動能的變化量之比為1：2：3

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示為固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道ABCD，其中ABC部分為半徑R=0.9m的半圓形軌道，CD部分為水平軌道．一個質(zhì)量m=1kg的小球沿水平方向進入軌道，通過最高點A時對軌道的壓力為其重力的3倍．小球運動過程中所受空氣阻力忽略不計，g取10m/s2．
（1）畫出小球在A點時的受力示意圖：
（2）求出小球在A點時的速度大小vA；
（3）求出小球經(jīng)過C點進入半圓形軌道時對軌道的壓力NC．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，豎直放置的光滑圓弧面AB與光滑的凹槽BbcC平滑銜接，CD為光滑的直軌道．質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點）自圓弧的A點由靜止開始滑下，A、B兩點的高度差h=0.45m，小鐵塊運動到B點后水平滑上質(zhì)量為M=2kg的小車，小車的長度為L=0.65m，小鐵塊與小車的動摩擦因素?=0.5，小車的最右端與凹槽右端Cc的水平距離為S=0.7m，小車與凹槽右端Cc碰撞后立刻靜止，并與Cc粘合在一起不再分離．g=10m/s2．
求（1）小鐵塊運動到B點的速度大小v0
（2）小車與凹槽右端Cc即將碰撞前的速度大小v
（3）小鐵塊自靜止開始到滑離小車的運動過程中克服摩擦力所做的功Wf．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個物體的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1=4m2，當它們以相同的動能在動摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行時，它們滑行的距離之比s1：s2和滑行的時間之比t1：t2分別：（　�。�
A．1：4，1：2B．4：1、2：1C．1：4、2：1D．4：1、4：1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如多所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點，
（1）小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點緩慢地移動到Q點，此時懸線與豎直方向的夾角為θ；
（2）小球在水平恒力F作用下由P點移動到Q點，此時懸線與豎直方向的夾角為θ．
求上述（1）、（2）兩種情況下拉力F所做的功各為多大？

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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=lkg的小物塊由靜止輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上，從A點隨傳送帶運動到水平部分的最右端B點，經(jīng)半圓軌道C點沿圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道，恰能做圓周運動．C點在B點的正上方，D點為軌道的最低點．小物塊離開D點后，做平拋運動，恰好垂直于傾斜擋板打在擋板跟水平面相交的E點．已知半圓軌道的半徑R=0.9m，D點距水平面的高度h=0.75m，取g=10m/s2，試求：
（1）摩擦力對物塊做的功；
（2）小物塊經(jīng)過D點時對軌道壓力的大��；
（3）傾斜擋板與水平面間的夾角θ．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時間內(nèi)起重機將貨物以大小為a的加速度沿豎直方向加速升高h，則在這段時間內(nèi)，下列敘述正確的是（重力加速度為g）（　�。�
A．貨物的動能一定增加mah-mgh
B．貨物的機械能一定增加mah+mgh
C．貨物的重力勢能一定增加mah
D．貨物的機械能一定增加mah

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