如圖所示，豎直放置的半徑為R的光滑圓形絕緣軌道與一光滑絕緣弧形軌道ABC相連，豎直光滑圓軌道處在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一帶正電荷的小球從高h(yuǎn)的A處靜止開始下滑，沿軌道ABC運(yùn)動后進(jìn)入豎直圓軌道內(nèi)作圓周運(yùn)動．已知小球所受到電場力是其重力的3/4．若使小球在圓軌道內(nèi)能作完整的圓周運(yùn)動，h至少為多少？
分析：若使小球在圓軌道內(nèi)恰好能作完整的圓周運(yùn)動，在最高點(diǎn)，圓環(huán)對小球恰好沒有作用力時，恰好由小球受到的重力和電場力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出最小速度．再根據(jù)動能定理求出A點(diǎn)的高度h最小值．
解答：解：若使小球在圓軌道內(nèi)恰好能作完整的圓周運(yùn)動，在最高點(diǎn)時，恰好由小球受到的重力和電場力的合力提供向心力，則有
  mg-qE=m
v2
R

由題意，qE=
3
4
mg，則得
1
4
mgR=mv2
對A到圓環(huán)最高點(diǎn)的過程，由動能定理得：
  （mg-qE）（h-2R）=
1
2
mv2
解得，h=2.5R．
答：若使小球在圓軌道內(nèi)能作完整的圓周運(yùn)動，h至少為2.5R．
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵確定最高點(diǎn)的臨界條件：物體恰好通過最高點(diǎn)時軌道對物體沒有作用力．由牛頓第二定律和動能定理結(jié)合求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的光滑圓環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球經(jīng)過最高點(diǎn)時的速度為υ0=
1
2
gR
，其中R為圓環(huán)的半徑，g為重力加速度．求：
（1）小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時受到圓環(huán)的彈力的大小和方向；
（2）小球經(jīng)過圓環(huán)最低點(diǎn)時對圓環(huán)的彈力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與絕緣水平面平滑連接，整個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水平向左運(yùn)動，沿半圓形軌道恰好通過最高點(diǎn)C，場強(qiáng)大小E＜
mgq
．
（1）試計算物塊在運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功．
（2）求物塊離開軌道落回水平面的位置距C點(diǎn)的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P固定，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此刻受到外力的個數(shù)可能是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng) 物理選修3-3
（1）關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象的說法，正確的是
 
（填入正確選項前的字母）
A．布朗運(yùn)動是指液體或氣體中懸浮微粒的運(yùn)動
B．氣體的溫度升高，每個氣體分子運(yùn)動的速率都增加
C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加
D．空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律
（2）如圖所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強(qiáng)．開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時氣體體積為30cm3，氣壓表讀數(shù)為1.1×105Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105Pa．不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．
①簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況；
②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積；
③對該過程中的壓強(qiáng)變化做出微觀解釋．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計）．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外．金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦．從靜止釋放后ab保持水平而下滑．試求
（1）ab勻速下滑時的速度vm
（2）若ab從釋放至其運(yùn)動達(dá)到最大速度時下落的高度為h，此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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同步練習(xí)冊答案