【題目】如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與光滑絕緣水平面平滑連接，整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從水平面上的A點(diǎn)以初速度v0水平向左運(yùn)動(dòng)，沿半圓形軌道恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，場(chǎng)強(qiáng)大小為E(E小于）．

(1)試計(jì)算物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功；

(2)證明物塊離開(kāi)軌道落回水平面過(guò)程的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)大小E無(wú)關(guān)，且為一常量；

【答案】(1) (2) S=2R

【解析】試題分析：（1）物塊恰能通過(guò)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)，圓弧軌道與物塊間無(wú)彈力作用，物塊受到的重力和電場(chǎng)力提供向心力，再對(duì)物塊在由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，運(yùn)用動(dòng)能定理列式即可求解；物塊離開(kāi)半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平位移為s，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)即可求解．

（1）物塊恰能通過(guò)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)，圓弧軌道與物塊間無(wú)彈力作用，物塊受到的重力和電場(chǎng)力提供向心力①

物塊在由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，設(shè)物塊克服摩擦力做的功為，根據(jù)動(dòng)能定理有②
由①②式解得③
（2）物塊離開(kāi)半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平位移為s，則
水平方向有④，豎直方向有⑤

由①④⑤式聯(lián)立解得⑥

因此，物塊離開(kāi)軌道落回水平面的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)大小E無(wú)關(guān)，大小為2R．

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】某同學(xué)要探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并測(cè)彈簧的勁度系數(shù)k．做法是先將待測(cè)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上．然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上，當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度值記作l0，彈簧下端每增加一個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針示數(shù)分別記作l1、l2、…l5，g取9.8m/s2．

（1）下表記錄的是該同學(xué)測(cè)出的5個(gè)值，其中l0未記錄．

代表符號(hào)

l0

l1

l2

l3

l4

l5

刻度值/cm

3.40

5.10

6.85

8.60

10.30

以砝碼的數(shù)目n為縱軸，以彈簧的長(zhǎng)度l為橫軸，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在如下坐標(biāo)紙中作出n﹣l圖線________．

（2）根據(jù)n﹣l圖線，可知彈簧的勁度系數(shù)k=_____N/m．（保留2位有效數(shù)字）

（3）根據(jù)n﹣l圖線，可知彈簧的原長(zhǎng)l0=_____cm．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：

待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約4 Ω，額定電流約0.5 A)；

電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)；

電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω)；A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 Ω)；

電源：E1(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；E2(電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻不計(jì))；

滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20 Ω)；

螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線．

若滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選_______，電源應(yīng)選_______(均填器材代號(hào))，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖____________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，電流、電壓和電阻的測(cè)量都各有兩個(gè)量程不同的檔位．電壓的大量程是6V，小量程為3V，電流表的大量程是10mA,小量程是1mA．

①下列說(shuō)法正確的是：________

A．當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S旋到位置4時(shí)，是電阻檔

B．當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S旋到位置6時(shí)，是電壓檔，測(cè)量時(shí)B應(yīng)接高電勢(shì)

C．當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S旋到5的量程比旋到6的量程大

D．A表筆為紅表筆，B表筆為黑表筆

②已知表頭G的滿偏電流為100μA，內(nèi)阻為990Ω，圖中的電源E的電動(dòng)勢(shì)均為3.5V，當(dāng)把選擇開(kāi)關(guān)S旋到位置4，在AB之間接3500Ω電阻時(shí)，表頭G剛好半偏，該測(cè)量過(guò)程操作的順序和步驟都正確無(wú)誤，則R1=________Ω，R2=________Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】?jī)深w人造地球衛(wèi)星運(yùn)行的角速度之比為ω1：ω2＝1：2，則它們的軌道半徑之比R1：R2＝ 。若其中一顆衛(wèi)星由于受到微小的阻力，軌道半徑緩慢減小，則該衛(wèi)星的向心加速度將 （填“減小”或“增大”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動(dòng)，科學(xué)家對(duì)月球的探索會(huì)越來(lái)越深入。
（1）若已知地球半徑為R ， 地球表面的重力加速度為g ， 月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T ， 月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（2）若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面高度為h的某處以速度v0水平拋出一個(gè)小球，小球飛出的水平距離為x。已知月球半徑為R月 ， 引力常量為G ， 試求出月球的質(zhì)量M月。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M=5kg的光滑圓槽放置在光滑的水平面上，圓槽的圓弧所對(duì)圓心角為θ=120°。圓槽內(nèi)放一質(zhì)量為m=1kg的小球，今用一水平恒力F作用在圓槽上，并使小球相對(duì)圓槽靜止隨圓槽一起運(yùn)動(dòng).g=10m/s2.則:

（1）當(dāng)F=60N時(shí)，小球與圓槽相對(duì)靜止時(shí)，求槽對(duì)小球的支持力;

（2）要使小球不離開(kāi)槽而能和槽相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng)，F不能超過(guò)多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A.兩個(gè)物體只要接觸就會(huì)產(chǎn)生彈力

B.放在桌面上的物體受到的支持力是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的

C.滑動(dòng)摩擦力的方向總是和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反

D.形狀規(guī)則的物體的重心必在其幾何中心

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，繃緊的傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v0=2m/s的速度勻速運(yùn)行，傳送帶與水平面成37°夾角．現(xiàn)在把一質(zhì)量m=5kg的工作輕輕地放在傳送帶底端，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，工件被送到高h(yuǎn)=2m的平臺(tái)上．已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) ，若不計(jì)其他損耗，在傳送工件的過(guò)程中，求電動(dòng)機(jī)需要多消耗的電能？（g取10m/s2）．

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