【題目】如圖所示，足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個質(zhì)量，電量的帶負電小物塊與彈簧接觸但不栓接，彈簧的彈性勢能為。某一瞬間釋放彈簧彈出小物塊，小物塊從水平臺右端點飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高點，并沿軌道滑下，運動到光滑水平軌道，從點進入到光滑豎直圓內(nèi)側(cè)軌道。已知傾斜軌道與水平方向夾角為，傾斜軌道長為，帶電小物塊與傾斜軌道間的動摩擦因數(shù)。小物塊在點沒有能量損失，所有軌道都是絕緣的，運動過程中小物塊的電量保持不變，可視為質(zhì)點。只有光滑豎直圓軌道處存在范圍足夠大的豎直向下的勻強電場，場強。已知，，取，求：

（1）小物塊運動到點時的速度大小；

（2）小物塊運動到點時的速度大小；

（3）要使小物塊不離開圓軌道，圓軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件？

【答案】（1）4m/s；（2）m/s；（3）R0.022m

【解析】

（1）釋放彈簧過程中，彈簧推動物體做功，彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w動能

解得

（2）A到B物體做平拋運動，到B點有

所以

B到C根據(jù)動能定理有

解得

（3）根據(jù)題意可知，小球受到的電場力和重力的合力方向向上，其大小為

F=qE-mg=59.6N

所以D點為等效最高點，則小球到達D點時對軌道的壓力為零，此時的速度最小，即

解得

所以要小物塊不離開圓軌道則應(yīng)滿足vC≥vD得：

R≤0.022m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路測量電池組的電動勢和內(nèi)阻。除待測電池組外，還需使用的實驗器材：靈敏電流表G，可變電阻R1、R2，電壓表V1、V2，電流表A1、A2，開關(guān)，導(dǎo)線若干。

(1)為了選擇合適的可變電阻，該同學(xué)先用多用電表估測了電壓表的內(nèi)阻。測量時，先將多用電表擋位調(diào)到如圖乙所示位置，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0Ω”。然后將調(diào)節(jié)好的多用電表紅表筆和電壓表的負接線柱相連，黑表筆和電壓表的正接線柱相連。歐姆表的指針位置如圖丙所示，則歐姆表的讀數(shù)為_____Ω。

(2)選擇合適的可變電阻R1、R2后，按照圖甲所示電路圖連接好電路，將可變電阻R1、R2調(diào)到合適的阻值，閉合開關(guān)S，反復(fù)調(diào)節(jié)可變電阻R1、R2，直到電流表G的指針不偏轉(zhuǎn)，電壓表V1、V2的示數(shù)之和記為U1，電流表A1、A2的示數(shù)之和記為I1。

(3)斷開開關(guān)，適當(dāng)調(diào)小可變電阻R1的阻值，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)此時電流表G的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，緩慢_____（選填“調(diào)大”或“調(diào)小”）可變電阻R2的阻值，直至電流表G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表V1、V2的示數(shù)之和記為U2，電流表A1、A2的示數(shù)之和記為I2。

(4)重復(fù)(3)的步驟，記錄到多組數(shù)據(jù)（U3，I3）、（U4，I4）……

(5)實驗完畢，整理器材。

(6)利用記錄的數(shù)據(jù)，作出U-I圖線如圖丁所示，依據(jù)圖線可得電池組的內(nèi)阻r為_____，電動勢為_____。

(7)理論上該同學(xué)測得的電池組內(nèi)阻_____（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體從點出發(fā)，沿水平直線運動，取向右的方向為運動的正方向，其圖像如圖所示，則物體在最初的內(nèi)（ ）

A.物體始終向右運動

B.物體做勻變速直線運動，加速度方向始終向右

C.前內(nèi)物體的平均速度與后內(nèi)的平均速度相同

D.時刻，物體與點距離最遠

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點電荷，距離為，帶正電且電量均為。在它們連線的水平中垂線上固定一根長為、內(nèi)壁光滑的絕緣細管（水平放置），有一帶正電且電量為的小球以初速度從管口射入，則（ ）

A.小球先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動

B.小球的電勢能始終不變

C.小球受到的庫侖力先做負功后做正功

D.從入口到出口沿著細管電勢先升高后降低

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻（約為1Ω）。其中R為電阻箱，電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω，電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。

（1）利用圖1中甲圖實驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示，請你用E、r和RA表示出、，并簡要說明理由_______。

（2）某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。在圖3中，實線是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)（圖甲：U=IR，圖乙：）描點作圖得到的U-I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像（沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況）。

在圖3中，對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是：__________；對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖像是：________。

（3）綜合上述分析，為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差，本實驗應(yīng)選擇圖1中的______（填“甲”或“乙”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。

(1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是_________。

A．保證擺動過程中擺長不變

B．可使周期測量得更加準(zhǔn)確

C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)

D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動

(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺測量從懸點到擺球的最低端的長度l0=0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為______mm，單擺擺長為______m。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩物體A和B，材料相同，質(zhì)量分別為m和M，在水平地面上用細繩連接，水平恒外力F作用在B上，兩物體一起做勻加速直線運動。關(guān)于兩物體間細繩上的拉力，下列正確的說法是（ ）

A.地面光滑時，繩子拉力等于

B.地面不光滑時，繩子拉力等于

C.地面不光滑時，繩子拉力大于

D.地面不光滑時，繩子拉力小于

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一固定且足夠長的均勻斜面傾角為，一小物塊（可視為質(zhì)點）自斜面底端以動能，沿斜面向上運動，返回斜面底端時動能為。下列說法正確的是（ ）

A.小物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為0.6

B.小物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為0.8

C.小物塊自斜面底端運動到最高點過程中，損失的機械能為

D.小物塊自斜面底端運動到最高點過程中，損失的機械能為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

（1）下列物理量需要測量的是_______，通過計算得到的是________。（填寫代號）

A.重錘質(zhì)量 B.與下落高度對應(yīng)的重錘的運動時間

C.重錘下落的高度 D.與下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時速度

（2）設(shè)重錘質(zhì)量為m、打點計時器的打點周期為T、重力加速度為g.圖乙是實驗得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點.根據(jù)測得的s1、s2、s3、s4寫出重錘由B點到D點重力勢能減少量的表達式___，動能増加量的表達式______。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案