【題目】如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑．在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度．現(xiàn)有一質(zhì)量的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離的位置，由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷，取，求：

（1）帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小；

（2）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大��；

（3）帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。

【答案】（1）,;（2）5N,（3）0.32J,-0.72J.

【解析】試題分析：1、在AB段由動(dòng)能定理求B點(diǎn)的速度，在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律求作用力。

2、帶電體從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過程中，由電場(chǎng)力做功、重力做功及動(dòng)能的變化，結(jié)合動(dòng)能定理求出摩擦力做功。

（1）設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為．

根據(jù)牛頓第二定律：，計(jì)算得出：

．

設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到端時(shí)的速度為，則．

計(jì)算得出：．

（2）設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道端時(shí)受軌道的支持力為，根據(jù)牛頓第二定律，計(jì)算得出：，根據(jù)牛頓第三定律可以知道，帶電體對(duì)圓弧軌道端的壓力大小．

（3）設(shè)帶電體沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為，根據(jù)動(dòng)能定理．

因電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力所做的功： ．

聯(lián)立計(jì)算得出：．

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】1931年英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子即“磁單極子”.1982年美國(guó)物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)，儀器的主要部分是一個(gè)由超導(dǎo)體組成的線圈，超導(dǎo)體的電阻為零，一個(gè)微弱的電動(dòng)勢(shì)就可以在超導(dǎo)線圈中引起感應(yīng)電流，而且這個(gè)電流將長(zhǎng)期維持下去，并不減弱，他設(shè)想，如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么從上向下看，超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)（ ）

A. 先是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，然后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

B. 先是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

C. 順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流

D. 逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端系在質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊上，另一端固定在墻上．物塊在斜面上靜止時(shí)，彈簧與豎直方向的夾角為37°，已知斜面傾角θ＝37°，斜面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，斜面固定不動(dòng)．設(shè)物塊與斜面間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，下列說法正確的是(　　)

A. 小物塊可能只受三個(gè)力

B. 彈簧彈力大小一定等于4N

C. 彈簧彈力大小可能等于10N

D. 斜面對(duì)物塊支持力可能為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從 A點(diǎn)以v0的水平速度拋出一質(zhì)量m＝2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入固定的光滑圓弧軌道BC，圓弧軌道BC的圓心角α=37°,C點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方，圓弧軌道C端切線水平與水平面平滑連接．C點(diǎn)右側(cè)水平面粗糙，在水平面上固定一個(gè)彈簧，彈簧的左端D距C點(diǎn)的水平距離為L=0.4m，小物塊離開C點(diǎn)后繼續(xù)在水平面上向彈簧滑去，將彈簧壓縮了x=0.1m后停止滑行。小物塊和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H＝0.6 m、h＝0.15 m，圓弧半徑R=0.75m, cos37°=0.8,sin37°=0.6，g＝10 m/s2.求：

(1)小物塊水平拋出時(shí)，初速度v0的大�。�

(2)小物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力大��；

(3) 小物塊停止滑行時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的小球套在豎直的光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)。讓小球從A點(diǎn)開始釋放，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，當(dāng)小球下降的最大豎直高度為h時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，若全過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，豎直桿與OB的夾角為=30°，下列研究小球從A到B全過程的說法正確的是

A. 當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大

B. 小球的加速度為重力加速度的位置共有三個(gè)

C. 彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小

D. 彈簧的彈性勢(shì)能增加量大于mgh

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖裝置可以用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．具體操作步驟如下：

①將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同定在長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車A的后面，為了讓兩球碰撞中滿足動(dòng)量守恒，此步驟操作時(shí)必須 _______________；

②讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的的紙帶如圖所示，AB點(diǎn)間距離，CD點(diǎn)間距離，請(qǐng)寫出需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式_____________ （已知交流電頻率，A車的質(zhì)量為，車的質(zhì)量為）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)矩形閉合線框abcd，線框平面與磁場(chǎng)垂直，O1O2是線框的對(duì)稱軸，下列可使通過線框的磁通量發(fā)生變化的方式是(　　)

A. 向左或向右平動(dòng)

B. 向上或向下平動(dòng)

C. 繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)

D. 平行于紙面向里運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)把兩個(gè)大小不同的物體用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮的彈簧，如圖所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察兩物體的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，探究反沖過程動(dòng)量變化的規(guī)律.

（1）該同學(xué)還必須有的測(cè)量?jī)x器是________________________________________；

（2）需要直接測(cè)量的物理量是____________________________________________；

（3）根據(jù)課堂探究，本實(shí)驗(yàn)中反沖過程動(dòng)量守恒的表達(dá)式應(yīng)為_______________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，abcdef是位于某勻強(qiáng)電場(chǎng)中邊長(zhǎng)為1m的正六邊形，已知a、b、c三頂點(diǎn)的電勢(shì)分別為900V、600V、300V,則

A. e點(diǎn)的電勢(shì)為600V

B. f到c的電勢(shì)差為600V

C. 電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿ab方向

D. 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=300V/m

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