【題目】如圖所示,質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球在光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),半圓形滑環(huán)的半徑為R,小球在A點(diǎn)時(shí)的初速為V0,方向和斜軌平行.整個(gè)裝置放在方向豎直向下,強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,斜軌的高為H,試問:(1)小球離開A點(diǎn)后將作怎樣的運(yùn)動(dòng)? (2)設(shè)小球能沿直線到達(dá)B點(diǎn),那么,小球在B點(diǎn)對(duì)圓環(huán)的壓力為多少? (3)在什么條件下,小球可以以勻速沿半圓環(huán)到達(dá)最高點(diǎn),這時(shí)小球的速度多大?

【答案】(1)電場(chǎng)力向上,如果電場(chǎng)力等于重力,沿著軌道做速度大小不變的運(yùn)動(dòng);如果電場(chǎng)力小于重力,沿著軌道做變速運(yùn)動(dòng);如果電場(chǎng)力大于重力,離開軌道做類似拋體運(yùn)動(dòng);(2)(3)當(dāng)時(shí),小球可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)速度為v0

【解析】

(1)電場(chǎng)力向上,如果電場(chǎng)力等于重力,沿著軌道做速度大小不變的運(yùn)動(dòng);如圖(1)所示:

如果電場(chǎng)力小于重力,沿著軌道做變速運(yùn)動(dòng);如圖(2)所示:

如果電場(chǎng)力大于重力,離開軌道做類似拋體運(yùn)動(dòng);如圖(3)所示:

(2)A到B過程電場(chǎng)力與重力做功,根據(jù)動(dòng)能定理:

qEH+mgH=

在B點(diǎn)受重力、電場(chǎng)力和軌道的支持力,合力提供向心力,如圖(4)所示:

得:Fmg+qE=m

聯(lián)立以上公式,求得:

F=

根據(jù)牛頓第三定律,軌道對(duì)小球的壓力等于小球?qū)壍赖膲毫,?/span>

(3)小球可以勻速沿半圓環(huán)到達(dá)最高點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理可知,重力和電場(chǎng)力平衡,故mg=qE;

故小球動(dòng)能一直不變,到達(dá)最高點(diǎn)速度為v0;

答:(1)小球離開A點(diǎn)后,如果電場(chǎng)力等于重力,沿著軌道做速度大小不變的運(yùn)動(dòng);如果電場(chǎng)力小于重力,沿著軌道做變速運(yùn)動(dòng);如果電場(chǎng)力大于重力,離開軌道做類似拋體運(yùn)動(dòng);

(2)小球在B點(diǎn)對(duì)圓環(huán)的壓力為

(3)在mg=qE的條件下,小球可以勻速沿半圓環(huán)到達(dá)最高點(diǎn),這時(shí)小球的速度為v0.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷,A、B、C、D為以O為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn),B、D連線與電場(chǎng)線平行,A、C連線與電場(chǎng)線垂直.( )

A. A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

B. B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不可能為0

D. A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y軸正方向,在y軸上P點(diǎn)由靜止釋放一帶電粒子,離開電場(chǎng)后從O點(diǎn)進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未標(biāo)出);粒子飛出磁場(chǎng)后從A點(diǎn)進(jìn)入平行板電容器間的勻強(qiáng)電場(chǎng),OA連線與x軸成30°角,粒子在A點(diǎn)速度與x軸夾角也是30°,粒子從M點(diǎn)飛出平行板電容器時(shí)速度恰好沿x軸正方向。P點(diǎn)距O點(diǎn)以及平行板電容器左邊緣Ay軸的距離都是l,平行板電容器板長(zhǎng)為2l,粒子的質(zhì)量為m,帶電量為q,不計(jì)粒子的重力,求:

1x軸以下電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小以及方形磁場(chǎng)的方向;

2)粒子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的速度大小;

3)粒子從PM的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊在t=0時(shí)刻,以初速度v0從足夠長(zhǎng)、傾角為θ的粗糙斜面底端向上滑行,物塊速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示.t0時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn),3t0時(shí)刻物塊又返回底端.下列說法正確的是( 。

A. 物塊從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中動(dòng)量變化量大小為

B. 物塊從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中重力的沖量大小為3mgt0sinθ

C. 斜面傾角θ的正弦值為

D. 不能求出3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí),小車及鉤碼的質(zhì)量用M表示,砂桶及砂的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出。

1往砂桶中加入一定量的砂子,當(dāng)Mm的大小關(guān)系滿足_______時(shí),可近似認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于砂桶和砂的重力;在釋放小車________(填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。

2在平衡摩擦力后,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖所示,該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,所用交流電的頻率是50Hz,則小車的加速度大小是______m/s2,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是_______m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

3我的死黨用同一裝置做實(shí)驗(yàn),我倆在同一坐標(biāo)系中畫出了a-F關(guān)系圖如圖所示,我們做實(shí)驗(yàn),哪一個(gè)物理量是不同的_________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下暴雨時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角為θ=300的山坡C,上面有一質(zhì)量為1000Kg的石板B處于靜止?fàn)顟B(tài),B的上下表面與斜坡平行,下端距離山腳460m,緊挨著山腳的平地上有一建筑物。假設(shè)某次暴雨中,有一質(zhì)量為1000Kg的碎石堆A(可視為質(zhì)量不變的滑塊),以15m/s的速度滑上B,在極短時(shí)間內(nèi),B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2減少為,B沿著C向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)A滑到B的下端時(shí)兩者恰好相對(duì)靜止,之后A、B一起運(yùn)動(dòng)到山腳撞上建筑物,經(jīng)過1.4s停下來。已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1,取重力加速度大小g=10m/s2。求:

(1) AB上滑動(dòng)時(shí)AB加速度的大小;

(2)石板B的長(zhǎng)度;

(3)A、B對(duì)建筑物的沖擊力。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了減少污染,工業(yè)廢氣需用靜電除塵器除塵,某除塵裝置如圖所示,其收塵極為金屬圓筒,電暈極位于圓筒中心。當(dāng)兩極接上高壓電源時(shí),電暈極附近會(huì)形成很強(qiáng)的電場(chǎng)使空氣電離,廢氣中的塵埃吸附離子后在電場(chǎng)力的作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)并沉積,以達(dá)到除塵目的。假設(shè)塵埃向收塵極運(yùn)動(dòng)過程中所帶電量不變,下列判斷正確的是( )

A. 帶電塵埃向收塵極運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能越來越大

B. 金屬圓筒內(nèi)越靠近收塵極電勢(shì)越高

C. 帶電塵埃向收塵極運(yùn)動(dòng)過程中受到的電場(chǎng)力越來越大

D. 金屬圓筒內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,與輕彈簧相連的物體A停放在光滑的水平面上。物體B沿水平方向向右運(yùn)動(dòng),跟與A相連的輕彈簧相碰。在B跟彈簧相碰后,對(duì)于A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是( )

A. 彈簧壓縮量最大時(shí),A、B的速度相同

B. 彈簧壓縮量最大時(shí),A、B的動(dòng)能之和最小

C. 彈簧被壓縮的過程中系統(tǒng)的總動(dòng)量不斷減小

D. 物體A的速度最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20188257時(shí)52分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,以一箭雙星方式成功發(fā)射第三十五、三十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球衛(wèi)星(大約飛行高度為21500千米,低于同步衛(wèi)星高度)。若已知地球表面重力加速度為g,引力常量為G,第一宇宙速度為v,則

A. 據(jù)題給條件可以估算出地球的密度為

B. 這兩顆導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期

C. 這兩顆導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小于地球表面重力加速度值

D. 在地球表面以速度2v發(fā)射的衛(wèi)星將會(huì)脫離太陽(yáng)的束縛,飛到太陽(yáng)系之外

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案