如下圖所示，現(xiàn)在有一個(gè)小物塊，質(zhì)量為m=80g，帶上正電荷q=210－4C。與水平的軌道之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)m =0.2，在一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，E=103V/m，在水平軌道的末端N處，連接一個(gè)光滑的半圓形軌道，半徑為R=40cm，取g =10m/s2，求：

（1）小物塊恰好運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)，那么小物塊應(yīng)該從水平哪個(gè)位置釋放？

（2）如果在上小題的位置釋放小物塊，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P（軌道中點(diǎn)）點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于多少？


【命題立意】本題以勻強(qiáng)電場(chǎng)為背景，考查帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，考查牛頓定律和動(dòng)能定理在電場(chǎng)中的應(yīng)用。

【思路點(diǎn)撥】從最高點(diǎn)的臨界速度入手，根據(jù)動(dòng)能定理確定電場(chǎng)力做功的多少，即可求電荷釋放的位置，根據(jù)動(dòng)能定理確定P點(diǎn)速度，由牛頓定律確定物體在P點(diǎn)所受的支持力。

【答案】（1）15.25m   （2）3.0N

【解析】（1）物塊能通過(guò)軌道最高點(diǎn)的臨界條件是 （1分）解得v=2m/s （1分）

設(shè)小物塊釋放位置距N處為s

 （2分）

解得s=15.25m，即小物塊應(yīng)該從在水平位置距N處為15.25m處開(kāi)始釋放（1分）

（2）物塊到P點(diǎn)時(shí)， （2分）解得 （1分）

 （1分）解得FN=3.0N  由牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律可得物塊對(duì)軌道的壓力：（1分）


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：


傾角為30°的長(zhǎng)斜坡上有C、O、B三點(diǎn)，CO=OB=10m，在O點(diǎn)豎直的固定一長(zhǎng)10m的直桿AO。A端與C點(diǎn)、坡底B點(diǎn)間各連有一光滑的鋼繩，且各穿有一鋼球（視為質(zhì)點(diǎn)），將兩球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始、同時(shí)分別沿兩鋼繩滑到鋼繩末端，如右圖所示，則小球在鋼繩上滑行的時(shí)間tAC和tAB分別為（取g=10m/s2）           （     ）

A．2s和2s

B．和2s

C．和4s

D．4s和

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列常見(jiàn)的靜電學(xué)公式中，F、q、E、U、r和d分別表示電場(chǎng)力、電量、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差、以及距離①，②，③，④U=Ed                                                          

（     ）

A．它們都只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)才成立

B．①②③只對(duì)點(diǎn)電荷或點(diǎn)電荷的電場(chǎng)成立，④只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立

C．①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③對(duì)任何電場(chǎng)都成立，④只對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)才成立

D．①②只對(duì)點(diǎn)電荷成立，③④對(duì)任何電荷或靜電場(chǎng)都成立

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一帶正電的小球沿光滑絕緣桌面向右運(yùn)動(dòng)，桌子右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如右圖所示，速度方向與電場(chǎng)方向垂直，小球飛離桌面后落在地板上，設(shè)其飛行時(shí)間為t1、水平射程為s1、著地速度大小為v1；撤去電場(chǎng)，其它條件不變，設(shè)小球飛離時(shí)間為t2、水平射程為s2、著地速度大小為v2，則                      

（     ）

A．s1＞s2

B．t1＞t2

C．t1＝t2

D．v1與v2大小關(guān)系不能確定

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如右圖所示，一價(jià)氫離子和二價(jià)氦離子（不考慮二者間的相互作用），從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，垂直打入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，則它們                                                                     

（     ）

A．同時(shí)離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，但出射點(diǎn)的位置不同

B．同時(shí)離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出射點(diǎn)的位置相同

C．先后離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，但出射點(diǎn)的位置相同

D．先后離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，且出射點(diǎn)的位置不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如右圖所示，電阻R1=20Ω，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R2=10Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A；當(dāng)電鍵S閉合后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)，電路兩端電壓不變，則下列關(guān)于電流表顯示的電流、電路消耗的電功率P及電動(dòng)機(jī)的熱功率正確的是                                                                                      

（     ）

A．I＝1.5A

B．I＜1.5A

C．P＞15W

D．P熱＝10W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


為了測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某實(shí)驗(yàn)小組按下圖甲所示的電路圖連好實(shí)驗(yàn)電路，合上開(kāi)關(guān)，電流表和電壓表的讀數(shù)正常，當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片由A端向B端逐漸滑動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大，而電壓表的示數(shù)接近1.5V且?guī)缀醪蛔�，直到�?dāng)滑片滑至臨近B端時(shí)電壓表的示數(shù)急劇變化，這種情況讀出的電壓值、電流值在U-I坐標(biāo)軸上分布不均勻，出現(xiàn)上述情況的原因是                                   ，改進(jìn)方法是                         。改進(jìn)后，測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值，并畫出如下圖乙所示的圖象，由圖象可知，這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)為E＝          V，內(nèi)阻r＝            Ω。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如下圖，在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，E的大小為1.0×103V/m，方向未知，B的大小為1.0T，方向垂直紙面向里；第二象限的某個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B′。一質(zhì)量m=1×10-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與x軸負(fù)方向60°角從A點(diǎn)沿直線進(jìn)入第一象限運(yùn)動(dòng)，經(jīng)B點(diǎn)即進(jìn)入處于第二象限內(nèi)的磁場(chǎng)B′區(qū)域，一段時(shí)間后，微粒經(jīng)過(guò)x軸上的C點(diǎn)并與x軸負(fù)方向成60°角的方向飛出。已知A點(diǎn)的坐標(biāo)為（10，0），C點(diǎn)的坐標(biāo)為（-30，0），不計(jì)粒子重力，g取10m/s2。

（1）請(qǐng)分析判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向并求出微粒的運(yùn)動(dòng)速度v；

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)B′的大小為多大？

（3）B′磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


實(shí)驗(yàn)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如下圖a所示，某組同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所顯示的圖象如下圖b所示。圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h，縱軸表示擺球的重力勢(shì)能EP、動(dòng)能EK或機(jī)械能E，圖b的圖象中，表示小球的重力勢(shì)能EP、動(dòng)能EK或機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是                                                                             

（     ）

A．丙、乙、甲

B．乙、甲、丙

C．甲、乙、丙

D．丙、甲、乙

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