如圖13a所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一絕緣軌道由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平面內(nèi).直桿MN、PQ水平且足夠長(zhǎng)，MNAP段是光滑的(其中A點(diǎn)是半圓環(huán)的中點(diǎn))，PQ段是粗糙的.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量+q的小環(huán)甲(可視為質(zhì)點(diǎn))套在MN桿上，它所受電場(chǎng)力為其重力的0.5倍.

(1)將小環(huán)甲從N點(diǎn)左側(cè)8R處由靜止開(kāi)始釋放，且知小環(huán)甲與直桿PQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ＞0.5，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等)，求小環(huán)甲在水平桿PQ上通過(guò)的路程.

圖13a

(2)若另一質(zhì)量也為m、不帶電的絕緣小環(huán)乙(視為質(zhì)點(diǎn))套在MN桿上的N點(diǎn)，如圖13b所示，現(xiàn)從NM桿上的D點(diǎn)由靜止釋放小環(huán)甲，小環(huán)甲此后與乙碰撞時(shí)間極短，且碰后瞬間兩者速度相同但不粘連，乙環(huán)沿NAP運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)剛好停止，求DN間的距離x0.

圖13b

(1)因?yàn)棣蹋?.5，甲在PQ上運(yùn)動(dòng)s停下時(shí)，由于電場(chǎng)力小于摩擦力，將不再運(yùn)動(dòng)，對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理：qE8R-mg2R-qEs-μmgs=0

得s=

(2)甲、乙在N點(diǎn)碰撞前，設(shè)甲的速度為v，甲從D點(diǎn)到N點(diǎn)，由動(dòng)能守理有：qEx0=mv2

設(shè)甲、乙在N點(diǎn)碰撞后的速度為vN，由動(dòng)量守恒定律有：mv=2mvN

甲、乙整體從N點(diǎn)到A點(diǎn)，由動(dòng)能定理有：-2mgR+qER=

碰后甲乙共同運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)分離，由乙剛好能達(dá)到P點(diǎn)，從A到P，對(duì)乙由機(jī)械能守恒定律：mgR=

由已知qE=0.5mg

聯(lián)立以上各式得：x0=14R.

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13所示，用輕繩AO和OB將重為G的重物懸掛在水平天花板和豎直墻壁之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，AO繩水平，OB繩與豎直方向的夾角為θ.則AO繩的拉力T1、OB繩的拉力T2的大小與G之間的關(guān)系為（    ）

圖13

A.T1=Gtanθ        B.T1=            C.T2=        D.T2=Gcosθ

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖13所示，把細(xì)繩的一端固定，另一端拴一小球.現(xiàn)施加一外力F使細(xì)繩偏離豎直方向成30°角，欲使力F最小，則F與豎直方向的夾角θ為（　　）?

圖13

A.30°          B.45°?           C.60°            D.90°

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空.該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直升機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l,螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f,順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳,螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).螺旋槳葉片的近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b,如圖13所示.如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離,用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則(　　)?

圖13

A.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)?

B.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)?

C.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)?

D.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)?

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚，用兩個(gè)大小都為F的水平力壓木板，使四塊磚都懸在空中靜止不動(dòng)，則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力大小為(　　)

圖2－4－13

A．0　　　　　　　　　　              B．mg

C．2mg                               D．mg/2

【解析】：選A.將四塊磚作為一個(gè)整體，由于均處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，受力分析如圖甲所示，結(jié)合對(duì)稱性得f1＝f4＝2mg，方向豎直向上．再用隔離法將3和4作為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示，可見(jiàn)3和4所受重力的合力與f4已經(jīng)平衡，所以豎直方向不再受其他外力，即2和3之間沒(méi)有摩擦力，選項(xiàng)A正確．

 

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