(19分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定一光滑圓弧軌道AB,軌道半徑為R=0.4m,軌道最高點(diǎn)A與圓心O等高。有一傾角θ=30°的斜面,斜面底端C點(diǎn)在圓弧軌道B點(diǎn)正下方、距B點(diǎn)H=1.5m。圓弧軌道和斜面均處于場(chǎng)強(qiáng)E=100N/C、豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m=0.02kg、帶電量為的帶電小球從A點(diǎn)靜止釋放,小球通過B點(diǎn)離開圓弧軌道沿水平方向飛出,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到斜面上D點(diǎn)時(shí)速度方向恰與斜面垂直,并剛好與一個(gè)以一定初速度從斜面底端上滑的物塊相遇。若物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù),空氣阻力不計(jì),g取10m/s2,小球和物塊都可視為質(zhì)點(diǎn)。求:

(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力NB;
(2)B、D兩點(diǎn)間電勢(shì)差UBD;
(3)物塊上滑初速度v0滿足的條件。
(1),方向豎直向下(2)(3)

試題分析:(1)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度為vB,從A到B的過程只有重力和電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:
  
B點(diǎn)是圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn),合力提供向心力即  
對(duì)軌道壓力等于軌道對(duì)其彈力即
綜上,解得:
,方向豎直向下。
(2)設(shè)小球由B點(diǎn)到D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,受到豎直向下的重力和電場(chǎng)力,豎直方向?yàn)槌跛俣?的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a,水平方向沒力為勻速直線遇到你。下落高度為h的過程
根據(jù)速度合成有
豎直方向牛頓第二定律  

聯(lián)立解得

(3)作出小球與物塊的運(yùn)動(dòng)示意如圖所示,設(shè)C、D間的距離為x,由幾何關(guān)系有:


設(shè)物塊上滑加速度為a′,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有:

根據(jù)題意,要物塊與小球相遇,有:

聯(lián)解得:
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在足夠大的粗糙水平面上,有一直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)原點(diǎn)處有一物體,質(zhì)量m=5kg,物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.08,物體受到沿坐標(biāo)軸的三個(gè)恒力F1、F2、F3的作用而靜止于水平面.其中F1=3N,方向沿x軸正方向;F2=4N,方向沿y軸負(fù)方向;F3沿x軸負(fù)方向,大小未知,從t=0時(shí)刻起,F(xiàn)1停止作用,到第2秒末,F(xiàn)1再恢復(fù)作用,同時(shí)F2停止作用.物體與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度的大小g=10m/s2.

(1)判斷F3的大小是否一定等于3N;(要求有必要的計(jì)算推理過程.)
(2)求物體靜止時(shí)受到的摩擦力的大小和方向;
(3)求第2s末物體速度的大;
(4)求第4s末物體所處的位置坐標(biāo);

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,水平地面上有一“L”型滑板ABC,豎直高度AB=1.8m.D處有一固定障礙物,滑板右端C到障礙物的距離為1m.滑板左端加上水平向右的推力F=144N的同時(shí),有一小物塊緊貼豎直板的A點(diǎn)無初速釋放,滑板撞到障礙物時(shí)立即撤云力F,滑板以原速率反彈.小物塊最終落在地面上.滑板質(zhì)量M=3kg,物塊質(zhì)量m=1kg,滑板與物塊及地面間的摩擦因數(shù)均為0.4(取g=10m/s2,已知).求:

(1)滑板撞到障礙物前物塊的加速度;
(2)物塊落地時(shí)的速度;
(3)物塊落地時(shí)到滑板B端的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)我國(guó)城市交通路口燈,綠燈即將結(jié)束時(shí)閃爍3s后變3s黃燈提示再轉(zhuǎn)為紅燈,2013年1月1日實(shí)施新的交通規(guī)定;黃燈亮?xí)r,車頭已經(jīng)越過停車線的車輛繼續(xù)前行,車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈,屬于交通違章行為。
(1)某車在綠燈開始閃爍時(shí)剎車,要使車在綠燈閃爍的時(shí)間內(nèi)停下來,且剎車距離不得大于15m,若剎車過程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),該車剎車前的行駛速度不能超過多少?
(2)若某車正以的速度駛向路口,當(dāng)駕駛員看到綠燈開始閃爍時(shí),經(jīng)0.5s反應(yīng)時(shí)間后開始剎車,該車在黃燈剛亮?xí)r恰好停在停車線上,剎車過程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),求綠燈開始閃爍時(shí),該車距停車線的距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它在開始時(shí)連續(xù)兩個(gè)4 s的時(shí)間內(nèi)分別通過的位移為24 m和64 m,則這個(gè)物體的加速度為         m/s2,中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為       m/s。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,質(zhì)量、長(zhǎng)的質(zhì)量分布均勻的矩形薄板靜止在水平桌面上,其右端與桌子邊緣相平.板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。(取)

(1)求能使薄板由靜止開始運(yùn)動(dòng)的最小水平推力大。
(2)現(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板,能使它翻下桌子,F(xiàn)作用的時(shí)間至少為多少。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),在第1  s內(nèi)位移為6  m,停止運(yùn)動(dòng)前的最后1  s內(nèi)位移為2  m,求:
(1)在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的位移大。
(2)整個(gè)減速過程共用多少時(shí)間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度為3 m/s2,對(duì)于任意1 s來說,下列說法中錯(cuò)誤的的是
A.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3 m/s
B.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3倍
C.某1 s初的速度與前1 s末的速度相等
D.某1 s末的速度比前1 s初的速度總是大6 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一物體沿光滑斜面由靜止開始勻加速下滑,當(dāng)下滑距離為L(zhǎng)時(shí),物體速度為v,當(dāng)物體的速度是v/2時(shí),它沿斜面下滑的距離是(  )
A.L/4B.L/2C.L/2D.3L/4

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案