【題目】如圖所示，ABC是固定在豎直平面內(nèi)的絕緣圓弧軌道，圓弧半徑為R．A點(diǎn)與圓心O等高，B、C點(diǎn)處于豎直直徑的兩端．PA是一段絕緣的豎直圓管，兩者在A點(diǎn)平滑連接，整個(gè)裝置處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從管內(nèi)與C點(diǎn)等高處由靜止釋放，一段時(shí)間后小球離開圓管進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動(dòng)．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 （g為重力加速度），小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電荷量保持不變，忽略圓管和軌道的摩擦阻力．求：

(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小；

(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；

(3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷小球能否通過(guò)圓弧軌道上的C點(diǎn)。

【答案】(1) (2) (3) 小球恰能沿軌道到達(dá)C點(diǎn)

【解析】

（1）小球從P運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

解得：

（2）小球在最低點(diǎn)B時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：

則由牛頓第三定律得：小球?qū)A弧軌道的壓力大小為．
（3）設(shè)小球能沿軌道到達(dá)C點(diǎn)，小球由P運(yùn)動(dòng)到C，根據(jù)動(dòng)能定理有
在C點(diǎn)，由受力分析有
聯(lián)立以上兩式，整理得：N2=0
假設(shè)成立，小球恰能沿軌道到達(dá)C點(diǎn).

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：

【題目】如圖甲所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。實(shí)驗(yàn)時(shí)將質(zhì)量同為M(已知量)的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動(dòng)并測(cè)出加速度，完成一次實(shí)驗(yàn)后，換用不同質(zhì)量的小重物，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同m時(shí)系統(tǒng)的加速度。

(1)如圖甲左側(cè)物塊從靜止開始下落，則為了得到圖乙，需要直接測(cè)量的物理量有___________

A.小重物的質(zhì)量m

B.大重物質(zhì)量M

C.繩子的長(zhǎng)度

D.重物下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間

(2)給過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組a、m數(shù)據(jù)，作出圖象，如圖乙所示，已知該圖象斜率為k，縱軸截距為b，則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=__________，并可求出重物質(zhì)量M=__________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛小車靜置在水平地面上，用一條遵守胡克定律的橡皮筋將小球P懸掛于車頂O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方有一光滑小釘A，它到O點(diǎn)的距離恰好等于橡皮筋原長(zhǎng)l0�，F(xiàn)使小車從靜止開始向右做加速度逐漸增大的直線運(yùn)動(dòng)，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)），小球的高度

A. 保持不變 B. 逐漸降低

C. 逐漸升高 D. 升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了“測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g的值和木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

第一步：他把帶有定滑輪的木板的有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過(guò)細(xì)繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連，然后跨過(guò)定滑輪，重錘后連一紙帶，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．

第二步：保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖乙所示．然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶．打出的紙帶如丙圖：

試回答下列問題：

（1）已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)的時(shí)間間隔為T，OA、AB、DE、EF間距分別為x1、x2、x3、x4，根據(jù)紙帶求木塊下滑的加速度a=____．

（2）已知質(zhì)量m、M，加速度a，則當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣?/span>g=____．

（3）已知質(zhì)量m、M和長(zhǎng)木板的傾角θ，則木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲所示，水平放置的接地金屬板正上方有一固定的正電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng)），從左端以初速度v滑上金屬板的上表面，金屬板上表面光滑，則小球在向右運(yùn)動(dòng)到右端的過(guò)程中（已知如圖乙所示的接地金屬板與點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)分布與圖丙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的）

A. 先加速運(yùn)動(dòng)，后減速運(yùn)動(dòng) B. 先減速運(yùn)動(dòng)，后加速運(yùn)動(dòng)

C. 受的電場(chǎng)力不做功 D. 受的電場(chǎng)力的沖量為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的粗糙斜面固定在地面上，某物塊以初速度從底端沿斜面上滑至最高點(diǎn)后又回到底端．上述過(guò)程中，若用x、、a和EK分別表示物塊的位移、速度、加速度和動(dòng)能各物理量的大小，t表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間，下列圖像中可能正確的是：

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板a、b組成的電容器與電池連接，平行板電容器P處固定放置一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，平行板b接地．現(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動(dòng)，則(　　)

A. 點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力增大 B. 點(diǎn)電荷在P處的電勢(shì)能減小

C. P點(diǎn)電勢(shì)降低 D. 電容器的帶電荷量增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，長(zhǎng)l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角θ=37°．已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6 C，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：

（1）小球所受電場(chǎng)力F的大小．

（2）小球的質(zhì)量m．

（3）將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．實(shí) 驗(yàn)裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪； 木板上有一滑塊，其一端與穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò) 定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為 50 Hz．開始實(shí) 驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列 點(diǎn)。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在 紙帶上標(biāo)出連續(xù)的 5 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) A、B、C、D、E，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有 4 個(gè)打 點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 A 點(diǎn)之間的距離如圖所示．請(qǐng)完成下列小題：

（1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算：（保留兩位有效數(shù)字）

①打 C 點(diǎn)時(shí)滑塊的速度的大小為_____m/s；

②滑塊的加速度 a=_____m/s2；

（2）為了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的是_____．

A. 木板的長(zhǎng)度 L

B. 木板的質(zhì)量 m1

C. 滑塊的質(zhì)量m2

D. 托盤和砝碼的總質(zhì)量 m3

E. 滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t

（3）不計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝______用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為 g）．

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