6.如圖所示,空間有與水平方向成θ角的勻強(qiáng)電場,一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球,用長為L的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn);當(dāng)小球靜止于A點(diǎn)時(shí),細(xì)線恰好處于水平位置.現(xiàn)給小球一豎直向下的瞬時(shí)速度,使小球恰好能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,則小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線對小球的拉力為(已知重力加速度為g)(  )
A.$\frac{2mg}{tanθ}$B.3mgtanθC.$\frac{3mg}{tanθ}$D.$\frac{5mg}{tanθ}$

分析 小球開始在最右端平衡,說明重力和電場力的合力水平向右,可以將該合力等效為“等效重力”;小球恰好能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,可以根據(jù)牛頓第二定律列式求解最左端速度;然后對最低點(diǎn)到最左邊點(diǎn)過程根據(jù)動能定理列式求解最低點(diǎn)速度;在最低點(diǎn),重力和電場力的合力水平向右,細(xì)線的拉力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可.

解答 解:小球在最高點(diǎn)受力平衡,如圖,根據(jù)平衡條件,有:
T=$\frac{mg}{tanθ}$
qE=$\frac{mg}{sinθ}$
電場力與重力的合力水平向右,大小為:
F=$\frac{mg}{tanθ}$;
給小球一豎直向下的瞬時(shí)速度,使小球恰好能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,小球在最左邊位置的速度最小,有:
$\frac{mg}{tanθ}$=m$\frac{{v}^{2}}{R}$   ①
從最低點(diǎn)到最左邊點(diǎn),根據(jù)動能定理,有:
$\frac{mg}{tanθ}$•R=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}m{v}^{2}$  ②
在最低點(diǎn),根據(jù)牛第二定律,有:
T1=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{R}$  ③
聯(lián)立①②③解得:
T1=$\frac{3mg}{tanθ}$
故選:C.

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是將重力和電場力的合力等效為“等效重力”,然后可以類比豎直平面內(nèi)的“繩模型”分析,結(jié)合動能定理、牛頓第二定律和向心力公式列式求解.

練習(xí)冊系列答案
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16.在研究平拋運(yùn)動時(shí),為證明平拋運(yùn)動豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置:小球A沿軌道滑下,離開軌道末端時(shí)撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S,被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落,發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時(shí)落地.該現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后,豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動.下面列出了一些操作要求,你認(rèn)為正確的是(  )
A.通過調(diào)節(jié)軌道,必須使軌道末端水平
B.通過調(diào)節(jié)整個(gè)裝置,使A球離開軌道末端時(shí)與B球從同一高度下落
C.每次在軌道上端釋放小球A的位置必須在同一點(diǎn)
D.每次在軌道上端釋放小球A,必須由靜止釋放
E.必須改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)
F.換用更加光滑的軌道重做試驗(yàn),結(jié)果會更精確

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.“嫦娥三號”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道I上的P點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入近月點(diǎn)為15km的橢圓軌道Ⅱ,由近月點(diǎn)Q成功落月,如圖所示.關(guān)于“嫦娥三號”,下列說法正確的是(  )
A.沿軌道I運(yùn)動至P時(shí),需加速才能進(jìn)入軌道Ⅱ
B.沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期
C.沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí),在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度
D.在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中,萬有引力對其做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

14.如圖所示,重力大小為G的小姑娘從傾角為θ的滑梯上勻速滑下.則斜面對小姑娘的支持力N=Gcosθ,她受到的摩擦力f=Gsinθ.

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1.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)給圓環(huán)向右初速度v0,在以后的運(yùn)動過程中,圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為( 。
A.0B.$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$
C.$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}}{2{q}^{2}{B}^{2}}$D.mv${\;}_{0}^{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.在方向水平的勻強(qiáng)電場中,一不可伸長的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點(diǎn).把小球拉起直至細(xì)線與場強(qiáng)平行,然后無初速釋放.已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ(如圖).求:
(1)電場力的方向;
(2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對小球的拉力.

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18.物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,第5s內(nèi)的位移是18m,則( 。
A.物體的加速度是2m•s-2B.物體的加速度是4m•s-2
C.物體在第4s內(nèi)的位移是16mD.物體在第3s內(nèi)的位移是14m

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A.將兩燈串聯(lián),接到220V電壓上,A燈功率大于B燈功率
B.將兩燈串聯(lián),接到220V電壓上,A燈功率等于B燈功率
C.將兩燈并聯(lián),接到220V電壓上,A燈功率大于B燈功率
D.將兩燈并聯(lián),接到220V電壓上,A燈功率等于B燈功率

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