【題目】如圖所示，一固定直桿AB長(zhǎng)為L=2m，與豎直方向的夾角為θ=53°，一質(zhì)量為m=4kg，電荷量為q=+3×10-5 C的小球套在直桿上，將小球從A端靜止釋放，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=．直桿所在處空間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E =1×106N/C。重力加速度g=10m/s2

(1) 求小球下滑過程所受摩擦力的大小

(2) 求小球下滑至桿的B端時(shí)的速度大小v1；

(3)桿與豎直方向的夾角不同，小球滑至桿的B端時(shí)的速度大小不同。當(dāng)桿與豎直方向的夾角為某一值時(shí)，小球滑至B端具有最大的速度，求此夾角以及相應(yīng)的小球滑至B端的速度大小。

【答案】（1）12N（2）6m/s（3）5m/s

【解析】（1）小球受力可知，電場(chǎng)力為：F=qE=3×10﹣5×106N=30N，

彈力為：N=mgsinθ﹣Fcosθ=（40×0.8﹣30×0.6）N=14N，

摩擦力大小為：f=μN(yùn)= ×14N=12N

（2）小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理得：

（Fsinθ+mgcosθ﹣f）L= mv12﹣0，

代入數(shù)據(jù)可解得：v1=6m/s；

小球滑到低端時(shí)的速度大小為6m/s

（3）為使小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度最大，當(dāng)重力與電場(chǎng)力做的功最多而克服摩擦力做的功最小時(shí)小球的速度最大，則桿應(yīng)沿重力與電場(chǎng)力的合力方向，

有：tanθ= = ，

則桿與豎直方向夾角：θ=37°，此時(shí)摩擦力為0，

由動(dòng)能定理得：（Fsinθ+mgcosθ）L=mv22﹣0，

代入數(shù)據(jù)解得：v2=5m/s

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，半徑R＝0.4 m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ＝30°，下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)且與光滑水平面相切，一根輕質(zhì)彈簧的右端連接著M=0.3 kg的滑塊靜止在平面上。質(zhì)量m＝0.1 kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v0＝2 m/s的速度被水平拋出，恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，經(jīng)過C點(diǎn)后沿水平面向右運(yùn)動(dòng)（g取10 m/s2）。求：

（1）小物塊經(jīng)過圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)速度vB的大��；

（2）小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大�。�

（3）彈簧的彈性勢(shì)能的最大值Epm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一燈泡上標(biāo)有“6 V 0.1 A”字樣，現(xiàn)要測(cè)繪該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用：

A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻2.0 kΩ)

B．電壓表(0～10 V，內(nèi)阻3.0 kΩ)

C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻2.0 Ω)

D．電流表(0～6 A，內(nèi)阻1.5 Ω)

E．滑動(dòng)變阻器(30 Ω，2 A)

F．滑動(dòng)變阻器(100 Ω，0.5 A)

G．學(xué)生電源(直流9 V)及開關(guān)、導(dǎo)線等

(1)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選__________，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________．

(2) 本實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始測(cè)量，所以從下列電路圖中選出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖（ ）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】地面附近存在著一有界電場(chǎng)，邊界MN將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，在區(qū)域Ⅱ中有向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在區(qū)域Ⅰ中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A，如圖甲所示，小球運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則(　　)

A. 在t＝2.5 s時(shí)，小球經(jīng)過邊界MN

B. 小球受到的重力與電場(chǎng)力之比為3∶5

C. 在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，重力做的功與電場(chǎng)力做的功大小相等

D. 在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，小球的機(jī)械能與電勢(shì)能總和先變大再變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用

A.待測(cè)干電池一節(jié)

B．直流電流表A1（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）

C．直流電流表A2（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.02Ω）

D．直流電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為5 kΩ)

E．直流電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為25 kΩ)

F．滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A)

G.．滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為2A)

H．開關(guān)

I．導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中電匪表應(yīng)選用____；電流表應(yīng)選用_____；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_____．（填字母代號(hào)）

(2)實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，初始滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖乙所示，則根據(jù)圖像可知，電池的電動(dòng)勢(shì)為_____ V，內(nèi)阻為____Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距離d＝40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝24 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4 m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10－2 C，質(zhì)量為m＝2×10－2 kg，不考慮空氣阻力．那么，要使小球恰能到達(dá)A板，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值和此時(shí)電源的輸出功率為(取g＝10 m/s2)

A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上固定一傾角為θ=30°的斜面，一輕質(zhì)彈簧下端固定在斜面底端的擋板上，上端連接一質(zhì)量m=2kg的物塊(視為質(zhì)點(diǎn))，開始時(shí)物塊靜止在斜面上A點(diǎn)，此時(shí)物塊與斜面的摩擦力恰好為零，現(xiàn)用一沿斜面問上的恒力F=20N作用在物塊上，使其沿科面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，力F做的功W=4J，己知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m，物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)，g=10m/s，則下列結(jié)論正確的是

A. 物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能增加了4J

B. 物塊從A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，產(chǎn)生的內(nèi)能為1.2J

C. 物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為

D. 物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧彈性勢(shì)能的變化量為0.5J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從0點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的混合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A，下列說法中正確的是

A. 該微粒一定帶負(fù)電荷

B. 微粒從0到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)

C. 該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

D. 該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AOB是截面為扇形的透明介質(zhì)的橫截面圖，其圓心角∠AOB＝90°，半徑為r。在OA邊的右半部分AD間有一束平行光線垂直OA邊射入透明介質(zhì)，已知透明介質(zhì)對(duì)該光線的折射率n＝。（對(duì)于某一光線有折射時(shí)不考慮反射）

①求圓弧面上有光線射出的弧長(zhǎng)；

②某光線經(jīng)圓弧面兩次全反射后恰好垂直OB面射出，求出射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離（可用三角函數(shù)表示）。

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