如圖所示，豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán)上，穿過一個絕緣小球，小球質(zhì)量為m，帶電量為q，整個裝置置于水平向左的勻強電場中.今將小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點由靜止釋放，它剛能順時針方向運動到環(huán)的最高點D，而速度為零，則電場強度大小為多大?小球到達最低點B時對環(huán)的壓力為多大? 若欲使此小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點開始繞環(huán)做完整的圓周運動，則小球的初動能至少為多大？
    5mg     

試題分析：設(shè)電場強度為E，小球由A點靜止釋放到D速度為零，由動能定理有：；則
設(shè)小球到B點時的速度為，環(huán)對球的支持力為，由A到B有：
在B點由圓周運動規(guī)律有：，由以上兩式可得
因重力與電場力相等，所以重力與電場力的合力（等效最低點）與豎直方向夾角為：，即，則欲使此小球恰能繞環(huán)做完整的圓周運動，小球在AD間與圓心連線與水平方向夾角為的位置最小速度為零，設(shè)小球最小處動能為，有動能定理有：，解得
點評：稍難。這類問題因為受重力和電場力兩個恒力，所以把重力和電場力用一個合力代替會使問題大為簡化。在具體計算做功值時，分別求每個分力的功往往又比求合力的功簡單，應靈活應用。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，箱子a連同固定在箱子底部的豎直桿b的總質(zhì)量M=10kg。箱子內(nèi)部高度H=3.6m，桿長h=2.0m，桿的頂端為Q點。另有一內(nèi)孔略大于直桿截面的鐵環(huán)從箱子頂部P點以v0=4m/s的初速度落下，正好套在桿上沿桿運動，鐵環(huán)第一次被箱子底部彈起后恰好能重新返回到P點，小鐵環(huán)的質(zhì)量為m=2kg。（不計鐵環(huán)與箱底碰撞時的能量損失，g取10m/s2）

（1）求在沿桿運動的過程中，鐵環(huán)受到的摩擦力f大小是多少？
（2）設(shè)鐵環(huán)在t0=0時刻釋放，t1時刻第一次到達Q點，t2時刻第一次到達桿底部，t3時刻第二次到達Q點，t4時刻恰好回到P點。請在圖（b）給定的坐標中，畫出0~t4時間內(nèi)箱子對地面壓力的變化圖像；
（3）求從開始下落到最終停止在箱底，鐵環(huán)運動的總路程s是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（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，整個裝置處于方向豎直向上的勻強電場E中．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊（可視為質(zhì)點），從水平面上的A點以初速度v0水平向右運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C，場強大小E＜mg/q．

（1）試計算物塊在運動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大小E無關(guān)，且為一常量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某人將一重物由靜止舉高h，并獲得速度v，下列說法正確的是       （   ）   
A．合外力物體做的功等于物體機械能的增加
B．物體克服重力做功等于物體動能的增加
C．人對物體做的功等于體克服重力做的功與物體獲得動能之和
D．人對物體做的功等于物體機械能的增加

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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軸做直線運動，力隨坐標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，則物體運動到x＝16m處時，速度大小為（　�。�
A．m/s　　B．3m/s
C．4m/sD．m/s

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示AB為半徑R=1m四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道，在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著E=1×V/m豎直向上的勻強電場，有一質(zhì)量m=lkg帶電量q=1.4×C正電荷的物體（可視為質(zhì)點），從A點的正上方距離A點H處由靜止開始自由下落（不計空氣阻力），BC段為長L=2m，與物體動摩擦因素=0.2的粗糙絕緣水平面，CD段為傾角=且離地面DE高h=0.8m的斜面。求：
(1)若H=1m，物體能沿軌道AB到達最低點曰，求它到達B點時對軌道的壓力大小？
(2)通過你的計算判斷：是否存在某一H值，能使物體沿軌道AB經(jīng)過最低點B后最終停在距離B點0.8m處？
(3)若高度H滿足：，請通過計算標示出物體從C處射出后打到的范圍。（已知。不需要計算過程，但要具體的位置。不討論物體的反彈以后的情況。）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在光滑的水平地面上靜止著一個斜面體，其質(zhì)量為m2，斜面是一個光滑的曲面，斜面體高為h，底邊長為a，如圖所示。今有一個質(zhì)量為m1，（m2＝nm1）的小球從斜面體的頂端自靜止開始下滑，小球滑離斜面體的下端時速度在水平方向，則下列說法正確的是
A．小球在下滑中，兩者的動量總是大小相等方向相反
B．兩者分開時斜面體向左移動的距離是
C．分開時小球和斜面體的速度大小分別是和
D．小球在下滑中斜面體彈力對它做的功為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個質(zhì)量不等的小鉛球A和B，分別從兩個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．它們到達底部時動能相等
C．它們到達底部時速率相等D．它們到達底部時速度相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(8分)山地滑雪是人們喜愛的一項體育運動，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，運動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg，從A點由靜止滑下通過C點后飛落(不計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)運動員到達C點的速度大�。�
(2)運動員經(jīng)過C點時軌道受到的壓力大�。�

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同步練習冊答案