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 來源： 題型：


如右圖所示，圖形凹槽半徑R=30cm，質(zhì)量m=1kg的小物塊在沿半徑方向的輕彈簧擠壓下處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧的勁度系數(shù)k=50N/m，自由長度L=40cm，一端固定在圓心O處，彈簧與豎直方向的夾角為37°。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則                                                                    

（     ）

A．物塊對(duì)槽的壓力大小是15N

B．物塊對(duì)槽的壓力大小是13N

C．槽對(duì)物塊的摩擦力大小是6N

D．槽對(duì)物塊的摩擦力大小是8N

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科目：高中物理 來源： 題型：


測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如右圖所示，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m1，繩栓在腰間沿水平方向跨過滑輪（不計(jì)滑輪摩擦與質(zhì)量），懸掛重物m2。人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，使傳送帶以速率v向右運(yùn)動(dòng)，下面四種說法正確的是

（     ）

A．人對(duì)傳送帶不做功

B．人對(duì)傳送帶做正功

C．傳送帶對(duì)人做負(fù)功

D．人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv

 

 

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科目：高中物理 來源： 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），從靜止開始經(jīng)過同一加速電場(chǎng)加速，垂直打入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，則它們                                                                     

（     ）

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

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

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

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

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科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一棱形ABCD，對(duì)角線交點(diǎn)為O，在頂點(diǎn)B、D處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，若將一個(gè)帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球?qū)⒀貙?duì)角線AC作往返運(yùn)動(dòng)。則                       （     ）

A．B、D處固定的是等量的正電荷

B．B、D處固定的是等量的異種電荷

C．在A、C的連線上O點(diǎn)電勢(shì)最低

D．運(yùn)動(dòng)小球在O處的機(jī)械能最小

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m＝2.0×10－3kg、電量q＝2.0×10－6C的帶正電的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），從O點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為s＝6.0t-10t2，式中s的單位為m，t的單位為s。不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；

（2）求帶電物體在0~0.5s內(nèi)電勢(shì)能的變化量。

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科目：高中物理 來源： 題型：


當(dāng)小燈泡發(fā)光時(shí)其燈絲的電阻會(huì)隨著發(fā)光亮度的變化而發(fā)生變化。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量小燈泡的電流I和電壓U，得到如下表所示的數(shù)據(jù)。

I（A）

0.12

0.22

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U（V）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

（1）請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。可用的器材有：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（變化范圍0~10Ω）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。

（2）在圖示坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U－I曲線，并定性分析燈絲的電阻與燈泡發(fā)光亮度的變化關(guān)系                                      。

                

（3）如果將上面實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是2.0Ω的電源兩端，利用上面的U－I曲線可求出小燈泡的實(shí)際功率是       W，電源效率為       。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示的交變電壓是矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的，下列說法中正確的是         

（     ）

A．交流電壓的有效值為V

B．交流電壓的最大值為10V，頻率為0.25Hz

C．0.01s末線框平面平行于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量變化最快

D．0.02s時(shí)通過線框的磁通量為零

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