【題目】如圖所示,絕緣光滑水平軌道ABB端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40m.在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零.已知帶電體所帶電荷量q=8.0×105C,求:

1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力;

2)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中,摩擦力做的功.

【答案】1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力為5N,方向豎直向下.

2)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中,摩擦力做的功為﹣0.72J

【解析】試題分析:(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma

解得a==80 m/s2

設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為vB,vB2=2ax

解得vB==40 m/s

設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)受軌道的支持力為FN,根據(jù)牛頓第二定律有FN-mg=

解得FN=mg+ =50 N。

根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小FN'=FN=50 N,方向豎直向下

2)因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, 電場(chǎng)力所做的功W=qER=032 J

設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功為Wf,對(duì)此過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有W+Wf-mgR=0-mvB2

解得Wf=-072 J。

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:

【題目】滑板運(yùn)動(dòng)是極限運(yùn)動(dòng)的鼻祖,許多極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來(lái)。如圖所示是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道,BCDE是兩段光滑圓弧形軌道,BC段的圓心為O點(diǎn)、圓心角 θ60°,半徑OC與水平軌道CD垂直,滑板與水平軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.2。某運(yùn)動(dòng)員從軌道上的A點(diǎn)以v03m/s的速度水平滑出,在B點(diǎn)剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道BC,經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道,到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度減為零,然后返回.已知運(yùn)動(dòng)員和滑板的總質(zhì)量為m60kgB、E兩點(diǎn)與水平軌道CD的豎直高度分別為h2mH2.5m.求:

(1)運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB;

(2)水平軌道CD段的長(zhǎng)度L

(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,第一次返回時(shí),運(yùn)動(dòng)員能否回到B點(diǎn)?如能,請(qǐng)求出回到B點(diǎn)時(shí)速度的大;如不能,請(qǐng)求出最后停止的位置距C點(diǎn)的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用絕緣細(xì)絲線懸吊著的帶正電小球的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則:

A. 當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí),動(dòng)量相同

B. 當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí),動(dòng)能相同

C. 當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí),絲線的拉力相同

D. 撤消磁場(chǎng)后,小球擺動(dòng)的周期不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圓弧線a、b、c代表某固定點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等,直線是電場(chǎng)中的幾條沒標(biāo)明方向的電場(chǎng)線,粗曲線是一帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分,M、N是軌跡上的兩點(diǎn).粒子過(guò)M、N兩點(diǎn)的加速度大小分別是aM、aN,電勢(shì)能分別是EPM、EPN,a、b、c的電勢(shì)分別是φa、φb、φc,ab間,bc間的電勢(shì)差分別是Uab、Ubc,則下列判斷中正確的是( )

A.a(chǎn)M>aN,EPM>EPN

B.φa<φb<φc,EPM<EPN

C.a(chǎn)M>aN,Uab=Ubc

D.Uab=Ubc,EPM<EPN

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】利用圖1裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn).

(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的____________

A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量

B.速度變化量和勢(shì)能變化量

C.速度變化量和高度變化量

(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下 列器材中,還必須使用的兩種器材是____________

A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼)

(3)實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到如圖2所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A,B,C,測(cè)得它們到起始點(diǎn) O 的距離分別為hA,hB,hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到 B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp=-mghB,動(dòng)能變化量ΔEk=_______________.

(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是_____________

A.利用公式v=gt計(jì)算重物速度

B.利用公式計(jì)算重物速度

C.存在空氣阻力和摩擦力阻力的影響

D.沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)將于2022年舉辦冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一,如圖所示,質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直助滑道末端ABA處由靜止開始以加速度勻加速滑下,到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度AB的豎直高度差H=48m,為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向,在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h=5m,運(yùn)動(dòng)員在BC間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W=-1530J,取

1)求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力的大小;

2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍,則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩小球A、B完全相同,從同一高度處A以初速度v0水平拋出,同時(shí)B由靜止釋放做自由落體運(yùn)動(dòng).關(guān)于A、B從開始運(yùn)動(dòng)到落地過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是(

A. 兩球通過(guò)的位移大小相等

B. 兩球落地時(shí)速度大小相等

C. 重力對(duì)兩小球做功的平均功率不相同

D. 落地時(shí),重力對(duì)兩小球做功的瞬時(shí)功率相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,ABC為表面光滑的斜劈,DAC中點(diǎn),質(zhì)量為m,帶正電的小滑塊沿AB面從A點(diǎn)由靜止釋放,滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度為,若空間加一與ABC平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),滑塊仍由靜止釋放,沿AB面滑下,滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度為,若滑塊由靜止沿AC面滑下,滑到斜面底端C點(diǎn)時(shí)速度為,則下列說(shuō)法正確的是

A. 電場(chǎng)方向與BC垂直

B. 滑塊滑到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能增加了

C. B點(diǎn)電勢(shì)是C點(diǎn)電勢(shì)的2

D. B點(diǎn)電勢(shì)與D點(diǎn)電勢(shì)相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角θ=30°的斜面AB,在斜面頂端B向左水平拋出小球1、同時(shí)在底端A正上方某高度處水平向右拋出小球2,小球1、2同時(shí)落在P點(diǎn),P點(diǎn)為斜邊AB的中點(diǎn),則

A. 小球2一定垂直撞在斜面上

B. 小球1、2的初速度可以不相等

C. 小球1落在P點(diǎn)時(shí)與斜面的夾角為30°

D. 改變小球1的初速度,小球1落在斜面上的速度方向都平行

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案