12.如圖所示,光滑、絕緣的水平軌道AB與四分之一圓弧軌道BC平滑連接,并均處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=5×103V/m,圓弧軌道半徑R=0.4m.現(xiàn)有一帶電量q=+2×10-5C、質(zhì)量m=5×10-2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從距B端s=1m處的P點(diǎn)由靜止釋放,加速運(yùn)動(dòng)到B端,再平滑進(jìn)人圓弧軌道BC,重力加速度g=10m/s2求:
(1)物塊在水平軌道上加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和到達(dá)B點(diǎn)的速度vB的大小
(2)物塊剛進(jìn)人圓弧軌道時(shí)受到的支持力NB的大。

分析 (1)帶電體在光滑水平軌道AB上由電場(chǎng)力作用下,從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可求出加速度大小,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可算出時(shí)間和到B端的速度大小.
(2)由帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度,及牛頓第二定律可求出物塊剛進(jìn)入圓弧軌道時(shí)受到的支持力NB的大。

解答 解:(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律得:
qE=ma        
解得:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{2×1{0}^{-5}×5×1{0}^{3}}{5×1{0}^{-2}}$=2m/s2
由s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$,
得:t=$\sqrt{\frac{2s}{a}}$=$\sqrt{\frac{2×1}{2}}$s=1s       
帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為:vB=at=2m/s.         
(2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道B端時(shí)受軌道的支持力為FN,根據(jù)牛頓第二定律有:
NB-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$                           
解得:NB=1N
答:(1)物塊在水平軌道上加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1s,到達(dá)B點(diǎn)的速度vB的大小為2m/s.
(2)物塊剛進(jìn)人圓弧軌道時(shí)受到的支持力NB的大小是1N.

點(diǎn)評(píng) 利用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合進(jìn)行解答,也可以運(yùn)用動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖1所示,固定的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,與水平面的夾角為30°;兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)=1m,電阻不計(jì),導(dǎo)軌下端連接一固定電阻R=0.4Ω,上面橫放一導(dǎo)體棒ab,距離下端d=6m,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{\sqrt{3}}}{6}$,其質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.2Ω,與導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路.導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面且向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖2所示,其中B1=0.6T,在t=0時(shí)刻及t0時(shí)刻棒ab均恰不滑動(dòng),且在此過(guò)程中棒ab靜止,t>t0之后,導(dǎo)體棒ab將在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),并能達(dá)到最大的穩(wěn)定速度,假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,g取10m/s2.結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字,求:

(1)從t=0開始計(jì)時(shí),導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上的時(shí)間t0的數(shù)值;
(2)導(dǎo)體棒ab從開始運(yùn)動(dòng),到剛達(dá)到底邊MP過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.如圖所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給B一個(gè)沿垂直于AB方向的速度vB,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.若A、B為同性電荷,B球一定做遠(yuǎn)離A的變加速曲線運(yùn)動(dòng)
B.若A、B為同性電荷,B球的動(dòng)能一定會(huì)減小
C.若A、B為異性電荷,B球一定做圓周運(yùn)動(dòng)
D.若A、B為異性電荷,B球可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.一汽車質(zhì)量為3×103kg,它的發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為60kW,它以額定功率勻速行駛時(shí)速度為120km/h.若汽車行駛時(shí)受到的阻力和汽車的重力成正比,下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.汽車行駛時(shí)受到的阻力的大小為1.8×103N
B.汽車以54km/h的速度勻速行駛時(shí)消耗的功率為30kW
C.汽車消耗功率為36kW時(shí),若其加速度為0.4m/s2,則它行駛的速度為12m/s
D.若汽車保持額定功率不變,從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng),汽車啟動(dòng)后加速度將會(huì)越來(lái)越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.2011年4月10日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭成功地將第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空軌道.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由五顆靜止軌道衛(wèi)星和三十顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,三十顆非靜止軌道衛(wèi)星中有二十七顆是中軌道衛(wèi)星,中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角為55°的三個(gè)平面上,軌道高度約為21500km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000km,地球半徑約為6400km.已知$\sqrt{{{(\frac{279}{424})}^3}}$≈0.53,下列關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是( 。
A.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星的大
B.靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度
C.中軌道衛(wèi)星的周期約為12.7h
D.地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星的大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律并測(cè)出了引力常量
B.伽利略根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)推論出“若沒(méi)有摩擦,在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持其速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去”
C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波,楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成,軌道交接處均由很小的光滑圓弧平滑連接,其中只有軌道AB段是光滑的,A點(diǎn)離水平面的高度為h1=5.0m,水平軌道BC的長(zhǎng)度s=9m.現(xiàn)讓質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)BC段最終沿CD上升的最大高度為h2=2.0m.已知小滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,重力加速度g取10m/s2.在上述過(guò)程中求:
(1)小滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間;
(2)小滑塊沿CD運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,一半徑為R、折射率n=$\sqrt{2}$的半球形玻璃磚置于光屏MN的上方,一束半徑為r=$\frac{R}{2}$的圓形單色光正對(duì)半球形玻璃磚的中心O入射,經(jīng)玻璃磚折射后在下方的光屏MN上得到一個(gè)半徑r′=$\frac{R}{4}$的圓形光斑,試求光屏MN到半球形玻璃磚的直徑AB的距離.(tan75°=2+$\sqrt{3}$)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖,無(wú)風(fēng)時(shí)氣球在輕繩的牽引下靜止在空中,此時(shí)輕繩的拉力為F.當(dāng)有水平風(fēng)力作用時(shí),輕繩傾斜一定角度后氣球仍靜止在空中,有風(fēng)時(shí)與無(wú)風(fēng)時(shí)相比( 。
A.氣球所受合力減小B.氣球所受合力增大
C.輕繩的拉力F減小D.輕繩的拉力F增大

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