（10分）如圖2所示，半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面上，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場與環(huán)面平行。一電量為+q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上，可沿環(huán)作無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)，速度vA的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，試計(jì)算：

（1）小球運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度的位置(半徑與豎直方向成的角度θ用字母表示)
(2) 速度vA的大�。�
（3）小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對稱的B點(diǎn)時(shí)，對環(huán)在水平方向的作用力。
(1) （2）（3）。
(1)
（2）在A點(diǎn)，小球在水平方向只受電場力作用，根據(jù)牛頓第二定律得：
      所以小球在A點(diǎn)的速度。
（3）在小球從A到B的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理，電場力做的正功等于小球動(dòng)能的增加量，即 ，
小球在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向有
解以上兩式，小球在B點(diǎn)對環(huán)的水平作用力為：。
本題考查復(fù)合場和圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用，把重力和電場力進(jìn)行合成，轉(zhuǎn)化為等效重力場，在等效重力場的最低點(diǎn)小球速度最大，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)沿著半徑方向的合力提供向心力可求得在A點(diǎn)速度大小，從A到B運(yùn)動(dòng)過程中只有電場力做功，由動(dòng)能定理求得B點(diǎn)速度，再由圓周運(yùn)動(dòng)的合力提供向心力求得環(huán)的支持力大小
點(diǎn)評：本題綜合性比較強(qiáng)，考到的知識點(diǎn)很多，這就需要學(xué)生對圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、等效重力場的受力特點(diǎn)非常熟悉并能夠加以應(yīng)用
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）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E中．一質(zhì)量為m、帶電量為+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水平向右運(yùn)動(dòng)，沿半圓形軌道恰好通過最高點(diǎn)C，場強(qiáng)大小E＜mg/q．

（1）試計(jì)算物塊在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功．
（2）證明物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場強(qiáng)大小E無關(guān)，且為一常量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為10kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示．物體在x＝0處，速度為1m/s，一切摩擦不計(jì)，則物體運(yùn)動(dòng)到x＝16m處時(shí)，速度大小為（　�。�
A．m/s　　B．3m/s
C．4m/sD．m/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個(gè)質(zhì)量不等的小鉛球A和B，分別從兩個(gè)高度相同的光滑斜面和圓弧斜坡的頂端由靜止滑向底部，如圖所示，下列說法正確的是（   ）
A．下滑過程中重力所做的功相等B．它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等
C．它們到達(dá)底部時(shí)速率相等D．它們到達(dá)底部時(shí)速度相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平固定的小圓盤Ａ，帶電量為Ｑ，電勢為零，從盤心處Ｏ由靜止釋放一質(zhì)量為ｍ，帶電量為＋ｑ的小球，由于電場的作用，小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的ｃ點(diǎn)，Ｏｃ＝ｈ，又知道過豎直線上的ｂ點(diǎn)時(shí)，小球速度最大，由此可知在Ｑ所形成的電場中，不能確定的物理量是［　　］
A．ｂ點(diǎn)場強(qiáng)　　B．ｃ點(diǎn)場強(qiáng)　C．ｂ點(diǎn)電勢　　D．ｃ點(diǎn)電勢

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一輕繩通過無摩擦的定滑輪與放在傾角為30°的光滑斜上的物體m1連接，另一端和套在光滑豎直桿上的物體m2連接，圖中定滑輪到豎直桿的距離為m，又知當(dāng)物體m2由圖中位置（連接m2的輕繩此時(shí)水平）從靜止開始下滑1m時(shí)，m1和m2受力恰好平衡。試求：（g取10 m/s2 ）

（1）m2下滑過程中的最大速度。
（2）m2下滑的最大距離。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及其以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場中，管的內(nèi)壁光滑�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球從管中A點(diǎn)由靜止釋放，已知qE＝mg，以下說法正確的是（   ）
A．小球從釋放到第一次達(dá)B點(diǎn)的過程中，在D點(diǎn)時(shí)速度最大，B點(diǎn)時(shí)速度為零，并在BDA間往復(fù)運(yùn)動(dòng)
B．小球釋放后，第一次達(dá)到最高點(diǎn)C時(shí)對管壁無壓力
C．小球釋放后，第一次和第二次經(jīng)過最高點(diǎn)C時(shí)對管壁的壓力之比為1:5
D．小球釋放后，第一次經(jīng)過最低點(diǎn)D和最高點(diǎn)C時(shí)對管壁的壓力之比為5:1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(8分)山地滑雪是人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，一滑雪坡由AB和BC組成，AB是傾角為37°的斜坡，BC是半徑為R＝5 m的圓弧面，圓弧面和斜面相切于B，與水平面相切于C，如圖所示，AB豎直高度差h＝8.8 m，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg，從A點(diǎn)由靜止滑下通過C點(diǎn)后飛落(不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦阻力，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：

(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)的速度大�。�
(2)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道受到的壓力大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

甲、乙、丙三個(gè)物體具有相同的初動(dòng)能，甲的質(zhì)量最大，丙的最小，要使它們在相同的距離內(nèi)停止，若作用在物體上的合力為恒力，則合力                                 (    )
A．甲的最大B．丙的最大C．都一樣大D．取決于它們的速度

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案