如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn)，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點(diǎn)B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道末端D，并從D點(diǎn)拋出落回到原出發(fā)點(diǎn)A處．整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為E= 的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球落地后不反彈，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有空氣阻力．求

（1）小球剛到D點(diǎn)的速度；

（2）AB之間的距離；

（3）F的大小．


考點(diǎn)：

帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用．.

專(zhuān)題：

電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專(zhuān)題．

分析：

（1）小球在D點(diǎn)，重力與電場(chǎng)力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點(diǎn)的速度；

（2）小球離開(kāi)D時(shí)，速度的方向與重力、電場(chǎng)力的合力的方向垂直，小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)分解即可；

（3）對(duì)小球從A運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)D過(guò)程，由動(dòng)能定理可求得小球受到的拉力．

解答：

解：（1）電場(chǎng)力F電=Eq=mg

電場(chǎng)力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方

小球恰能到D點(diǎn)，有：F合=

VD=

（2）從D點(diǎn)拋出后，只受重力與電場(chǎng)力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，以D為原點(diǎn)沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．

小球沿X軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，y=at2     a==

所形成的軌跡方程為y=

直線(xiàn)BA的方程為：y=﹣x+（+1）R

解得軌跡與BA交點(diǎn)坐標(biāo)為（R，R）

B的坐標(biāo)為（R，（+1）R）

AB之間的距離LAB=R

（3）從A點(diǎn)D點(diǎn)電場(chǎng)力做功：W1=（1﹣）R•Eq

重力做功W2=﹣（1+）R•mg

F所做的功W3=F•R

有W1+W2+W3=mVD2

F=mg

答：（1）小球剛到D點(diǎn)的速度是；（2）AB之間的距離是R；（3）F的大小是．

點(diǎn)評(píng)：

本題是動(dòng)能定理和向心力知識(shí)的綜合應(yīng)用，分析向心力的來(lái)源是解題的關(guān)鍵．


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，足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行，將某物體輕輕放置在傳送帶底端，第Ⅰ階段物體被加速到與傳送帶速度相同，第Ⅱ階段與傳送帶相對(duì)靜止，運(yùn)動(dòng)至其頂端。下列說(shuō)法正確的是（       ）

   A．第Ⅰ階段摩擦力對(duì)物體做正功，第Ⅱ階段摩擦力對(duì)物體不做功

   B．第Ⅰ階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第Ⅰ階段物體動(dòng)能的增加

   C．第Ⅰ階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第Ⅰ階段物體機(jī)械能的增加

   D．物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加等于全過(guò)程物體與傳送帶間的摩擦生熱

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是（　�。�

　

A．

在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，牛頓首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度和加速度概念用來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)

　

B．

在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，伽利略首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度和加速度概念用來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)

　

C．

伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到的困難是無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量加速度

　

D．

伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到的困難是無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量瞬時(shí)速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩個(gè)較大的平行板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正負(fù)極上，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)質(zhì)量為m，帶電量為﹣q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示，在保持其他條件不變的情況下，將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開(kāi)一些，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

　

A．

油滴將向上運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向a

　

B．

油滴將下運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b

　

C．

油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b

　

D．

油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中無(wú)電流流過(guò)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示的游標(biāo)卡尺是在測(cè)某物體的內(nèi)徑，則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為　　cm．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形，正以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播．下列關(guān)于這列波的說(shuō)法中正確的是( )

A．圖中質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)周期為0.5 s

B．t=0.25 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向

C．若該波傳播中遇到寬約3 m的障礙物，則不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

D．若在x=20 m處放一接收器，接到的波的頻率小于1 Hz


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某實(shí)驗(yàn)小組為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，準(zhǔn)備了下列器材：

A．電壓表：0～3～15 V，B．電流表：0～0.6～3 A，C．滑動(dòng)變阻器R1(總電阻20Ω)，D．滑動(dòng)變阻器R2(總電阻1000Ω)，以及電鍵S和導(dǎo)線(xiàn)若干．

(1)電壓表量程選用______V，電流表量程選用______A；

 (2)連好實(shí)驗(yàn)電路后，合上開(kāi)關(guān)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器___________，合上開(kāi)關(guān)后，電流表和電壓表的讀數(shù)正常，在逐漸向一端調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大，而電壓表的示數(shù)接近1.5 V且?guī)缀醪蛔�，直到�?dāng)滑動(dòng)觸頭滑至臨近一端時(shí)電壓表的示數(shù)急劇變化，這種情況很難讀出電壓數(shù)值分布均勻的幾組不同的電流、電壓值，出現(xiàn)上述情況的原因是_________________________，改進(jìn)的辦法是___________________________；

(3)如圖所示的U—I圖像是由改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請(qǐng)你完成圖線(xiàn)，并由圖線(xiàn)求出E=_______V，r=________Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


(1)在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他想用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該采取的兩項(xiàng)必要措施是:（設(shè)小車(chē)質(zhì)量用M表示，鉤碼質(zhì)量用m表示，重力加速度用g表示） a.　 ；b.　 ；

(2)如圖乙所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén),距離如圖乙所示。則打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度表達(dá)式為(用題中所給物理量表示)　　　　　;要驗(yàn)證從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到打D點(diǎn)時(shí)，合外力做的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系,除了用刻度尺測(cè)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移S，算出D點(diǎn)的速度V外,還需要測(cè)出的物理量有　 ，驗(yàn)證的表達(dá)式為 ；

、

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲、乙所示，傳送帶上有質(zhì)量均為m的三個(gè)木塊1、2、3，中間均用原長(zhǎng)為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，其中木塊1被與傳送帶平行的細(xì)線(xiàn)拉住，傳送帶按圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)，三個(gè)木塊處于平衡狀態(tài)。求：

（1）在圖甲狀態(tài)下，1、3兩木塊之間的距離是多大？

（2）在圖乙狀態(tài)下，傳送帶與水平方向夾角為θ，傳送帶逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)木塊處于平衡狀態(tài)，此時(shí)細(xì)線(xiàn)的拉力是多大？木塊1、3之間的距離又是多大？

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