（20分）如圖，光滑絕緣小平臺(tái)距水平地面高H=0.80m,地面與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點(diǎn)連接,A點(diǎn)距豎直墻壁s=0.60m,整個(gè)裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg，電荷量q=10-3C的正電荷小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從平臺(tái)上端點(diǎn)N由靜止釋放,離開(kāi)平臺(tái)N后，恰好切入半徑為R=0.4m的絕緣光滑圓形軌道，并沿軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)射出。圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心，BC分別是原先軌道的最低和最高點(diǎn)，AO、BO間夾角為53°。(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求：

（１）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（２）小球到A點(diǎn)的速度大小和方向；

（３）小球?qū)壍雷畲髩毫Α?/p>

 

【答案】

（1）（2）速度方向與水平方向成.大小為5m/s（3）10N

【解析】

試題分析：（1) 小球離開(kāi)N點(diǎn)后

豎直方向只有重力作用，初速度0，所以          (1分) 

水平方向只受到電場(chǎng)力作用，初速度0，所以   ；             (1分)

            (1分) 

幾何關(guān)系如下圖

                   (2分)

代入數(shù)據(jù)可得            (1分)

（2)由公式v2=2ax 可得

豎直方向    

水平方向

根據(jù)速度的矢量合成            (4分)

，速度方向與水平方向成              (2分)

（3）電場(chǎng)力和重力的合力，假設(shè)合力與豎直方向夾角，

則有，所以，方向沿OF方向。

合力大小方向均不變，可等效為重力，所以等效重力為。F點(diǎn)即為等效重力的最低點(diǎn)

最大速度在如圖所示的F點(diǎn)， 

從N點(diǎn)到F點(diǎn)由動(dòng)能定理可知

代入數(shù)據(jù)可得F點(diǎn)的速度m/s           (3分)

在F點(diǎn)：            (2分)

代入數(shù)據(jù)可得            (1分)

根據(jù)牛頓第三定律：小球?qū)壍雷畲髩毫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2014030304333567187421/SYS201403030433503437763966_DA.files/image027.png"> ( 2分)

考點(diǎn)：電場(chǎng)重力復(fù)合場(chǎng)  動(dòng)能定理 圓周運(yùn)動(dòng)

 

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：

如圖所示，光滑絕緣平臺(tái)上A點(diǎn)有質(zhì)量為m=1kg的帶電小物塊，A、B間距離s=0.64m；質(zhì)量為M=3kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的不帶電絕緣小車(chē)停在光滑水平地面上，且緊靠平臺(tái)右側(cè)，上表面與平臺(tái)等高．此區(qū)間有E=2.5×103N/C的水平向右勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右，t=0時(shí)刻小物塊由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B處時(shí)撤去此電場(chǎng)，小物塊由A至B過(guò)程中的動(dòng)量滿(mǎn)足條件Px=5.0
Sx
kg?m/s，小鐵塊滑上小車(chē)后，與豎直檔板碰撞，最后恰好滑到小車(chē)的左端，設(shè)碰撞時(shí)間極短，碰中無(wú)機(jī)械能損失，取g=10m/s2．求：
（1）小物塊帶電量q；
（2）小物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）在t=0時(shí)刻到碰撞前過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算定量作出小物塊相對(duì)地面的v-t圖線（以向右方向?yàn)檎?/div>

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆貴州省高三物理復(fù)習(xí)測(cè)試：電學(xué)綜合訓(xùn)練（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖所示,光滑絕緣水平臺(tái)距水平地面高h(yuǎn)="0.80" m,地面與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點(diǎn)連接,A點(diǎn)距豎直墻壁s="0.60" m,整個(gè)裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.現(xiàn)將質(zhì)量為m="0.1" kg、電荷量為q=1×10-3 C的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從平臺(tái)上的端點(diǎn)N由靜止釋放,離開(kāi)平臺(tái)N點(diǎn)后恰好切入半徑為R="0.4" m的絕緣光滑圓形軌道,并沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)射出.圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心,B、C分別是圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),AO與BO之間夾角為53°,取g=10  m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的最大速度(結(jié)果可以保留根號(hào));
(3)小球?qū)壍赖淖钚毫?

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年貴州省高三物理復(fù)習(xí)測(cè)試：電學(xué)綜合訓(xùn)練（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示,光滑絕緣水平臺(tái)距水平地面高h(yuǎn)=0.80 m,地面與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點(diǎn)連接,A點(diǎn)距豎直墻壁s=0.60 m,整個(gè)裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1 kg、電荷量為q=1×10-3 C的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從平臺(tái)上的端點(diǎn)N由靜止釋放,離開(kāi)平臺(tái)N點(diǎn)后恰好切入半徑為R=0.4 m的絕緣光滑圓形軌道,并沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)射出.圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心,B、C分別是圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),AO與BO之間夾角為53°,取g=10  m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;

(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的最大速度(結(jié)果可以保留根號(hào));

(3)小球?qū)壍赖淖钚毫?

 

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科目：高中物理 來(lái)源：專(zhuān)項(xiàng)題 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑絕緣水平臺(tái)距水平地面高h(yuǎn)=0.80 m，地面與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點(diǎn)連接，A點(diǎn)距豎直墻壁s=0.60 m，整個(gè)裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中�，F(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1 kg、電荷量為q=1×10-3 C的帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，從平臺(tái)上的端點(diǎn)N由靜止釋放，離開(kāi)平臺(tái)N點(diǎn)后恰好切入半徑為R=0.4 m的絕緣光滑圓形軌道，并沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)射出。圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心，B、C分別是圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，AO與BO之間夾角為53°，取g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的最大速度(結(jié)果可以保留根號(hào))；
(3)小球?qū)壍赖淖钚毫Α?/div>

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