【題目】如圖所示質(zhì)量為5.0kg的小車以2.0m/s的速度在光滑的水平面上向左運(yùn)動，小車上AD部分是表面粗糙的水平軌道，DC部分是四分之一光滑圓弧軌道，整個軌道都是由絕緣材料制成的，小車所在空間內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小E為50N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B為2.0T。現(xiàn)有一質(zhì)量為2.0kg、帶負(fù)電且電荷量為0.10C的滑塊以10m/s的速度向右滑入小車，當(dāng)滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時相對地面的速度為向右的5.0m/s(g取10m/s2)

(1)滑塊從A到D的過程中求小車、滑塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

(2)當(dāng)滑塊通過D點(diǎn)時，立即撤去磁場要使滑塊不沖出圓孤軌道求此圓弧軌道的最大半徑。

【答案】(1) (2)

【解析】

（1）滑塊從A到D的過程中，小車、滑塊系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒，可求出滑塊到達(dá)D點(diǎn)時車的速度，系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于系統(tǒng)動能的減小。

（2）要使滑塊不沖出圓弧軌道，滑塊沿圓弧軌道上升到最大高度時，滑塊與小車具有共同速度v，根據(jù)動量守恒定律和能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律求得結(jié)果。

（1）設(shè)滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時的速度大小為v1，小車在此時的速度大小為v2，滑塊從A運(yùn)動到D的過程中系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，有：mv0-Mv=mv1+Mv2
代入數(shù)據(jù)解得v2=0
則小車跟滑塊組成的系統(tǒng)的初機(jī)械能E1=mv02+Mv2
小車跟滑塊組成的系統(tǒng)的末機(jī)械能E2＝mv12+0
代入數(shù)據(jù)解得：E1=110J，E2=25J
小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E=E1-E2
代入數(shù)據(jù)解得：△E=85J
（2）設(shè)滑塊沿圓弧軌道上升到最大高度時，滑塊與小車具有共同的速度v3
則由動量守恒定律可得mv1=（M+m）v3
代入數(shù)據(jù)解得：v3＝m/s
設(shè)圓弧軌道的最大半徑為R，則由能量守恒關(guān)系，有：

代入數(shù)據(jù)解得：R=0.71m

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】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l0。現(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，在此運(yùn)動過程中（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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場，在虛線PQ右側(cè)相距為L處有一與電場平行的屏�，F(xiàn)將一電子（電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）無初速地放入電場 中的A點(diǎn)，A點(diǎn)到MN的距離為，最后電子打在右側(cè)的屏上，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：

（1）電子從釋放到打到屏上所用的時間t；

（2）電子剛射出電場時的速度方向與AO連線夾角的正切值；

（3）電子打到屏上的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）到點(diǎn)O的距離x。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某行星自轉(zhuǎn)周期為T，赤道半徑為R，研究發(fā)現(xiàn)若該行星自轉(zhuǎn)角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀秾?dǎo)致該星球赤道上物體恰好對行星表面沒有壓力，已知萬有引力常量為G，則以下說法中正確的是（ ）

A. 該行星質(zhì)量為M＝

B. 該星球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r＝R

C. 質(zhì)量為m的物體對行星赤道地面的壓力為FN＝

D. 環(huán)繞該行星作勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星線速度必定不大于7.9 km/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動勢E=9V，內(nèi)電阻r=4.5Ω，變阻器Rl的最大電阻Rm=5.0Ω，R2=1.5Ω，R3=R4=1000Ω，平行板電容器C的兩金屬板水平放置．在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時，電源恰好有最大的輸出功率，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止．那么（　�。�

A. 在題設(shè)條件下，接入電路的阻值為，電源的輸出功率為

B. 引入的微粒帶負(fù)電，當(dāng)開關(guān)接向未接觸的過程中，微粒將向下運(yùn)動

C. 在題設(shè)條件下，的阻值增大時，兩端的電壓增大

D. 在題設(shè)條件下，當(dāng)開關(guān)接向b后，流過的電流方向?yàn)?/span>

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】太陽能是一種清潔的能源，現(xiàn)在太陽能已廣泛應(yīng)用于科技和生活中。太陽能是由太陽內(nèi)部激烈進(jìn)行的多種核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的，其中一種聚變反應(yīng)是一個氘核(H)和一個氚核(H)聚變產(chǎn)生一個氦核(He)，下列關(guān)于太陽內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng)的敘述正確的是（ ）

A. 該核聚變反應(yīng)的方程為H+H→He+e

B. 若氘核(H)的結(jié)合能為E1，氚核(H)的結(jié)合能為E2，氦核(He)的結(jié)合能為E3，則這個反應(yīng)中釋放出的核能為△E=E3－E1－E2

C. 原子核聚變反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)后原子核的質(zhì)量數(shù)一定減少

D. 聚變反應(yīng)是核子間距離很小時，這些核子在強(qiáng)大的庫侖力和萬有引力作用下緊密結(jié)合在一起的過程

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，指示燈RL的阻值為16Ω，電動機(jī)M線圈電阻RM為2Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合時，指示燈RL的電功率P=4W．求：

（1）流過電流表A的電流．

（2）電動機(jī)M輸出的機(jī)械功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一 電阻兩端的電壓，常常采用如圖所示的電路通過兩只滑動變阻器和對一阻值為500Ω左右的電阻兩端電壓進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)．已知兩個滑動變阻器的最大阻值分別為200Ω和10Ω關(guān)于滑動變阻器、的連接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是（ ）

A. 取=200Ω，＝10Ω，調(diào)節(jié)起粗調(diào)作用

B. 取=10Ω，=200Ω，調(diào)節(jié)起微調(diào)作用

C. 取=200Ω，=10Ω，調(diào)節(jié)起粗調(diào)作用

D. 取=10Ω，=200Ω，調(diào)節(jié)起微調(diào)作用

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動，通過坐標(biāo)原點(diǎn)時開始計(jì)時，其的圖象如圖所示，則

A. 質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動，速度為

B. 質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動，加速度為

C. 質(zhì)點(diǎn)在2 s末速度為

D. 質(zhì)點(diǎn)在第2 s內(nèi)的位移為2 m

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案