如圖所示,一根長為2m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中,其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上,傾角α=37°,電場強度E=103 V/m,方向豎直向下,管內(nèi)有一個帶負電的小球,重G=10-3N,電荷量q=2×10-6C,從A點由靜止開始運動,已知小球與管壁的動摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點射出時的速度是(取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )

A.2m/s
B.3m/s
C.2m/s
D.2m/s
【答案】分析:以小球為研究對象,分析受力情況,作出力圖.根據(jù)垂直于管子方向力平衡,求出管對小球的壓力,由摩擦力公式求出摩擦力的大小.小球從A到B的過程中,重力做負功,電場力做負功,摩擦力做負功,根據(jù)動能定理求出小球從B點射出時的速度.
解答:解:以小球為研究對象,分析受力情況,作出力圖,如圖.根據(jù)平衡條件得到,
管子對小球的壓力N=(qE-mg)cos37°=(2×10-6×103-10-4×10)×0.8N=8×10-4N
小球運動過程中所受的摩擦力的大小f=μN=0.5×8×10-4N=4×10-4N
小球從A到B的過程中,根據(jù)動能定理得
    (F-mg)Lsin37°-fL=mv2
代入解得,小球從B點射出時的速度v=2m/s.
故選C
點評:本題分析受力情況是解題的基礎(chǔ).運用動能定理時,要確定哪些力做功,不能遺漏.涉及力在空間上效果,首先要想到動能定理.
練習(xí)冊系列答案
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(2012?楊浦區(qū)一模)如圖所示,一根長為三的細剛性輕桿的兩端分別連結(jié)小球a和b,它們的質(zhì)量分別為ma和mb,桿可繞距a球為L/4處的水平定軸D在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,初始時桿處于豎直位置,小球b幾乎接觸桌面,在桿的右邊水平桌面上,緊挨著細桿放著一個質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊,圖中ABCD為過立方體中心且與細桿共面的截面.現(xiàn)用一水平恒力F作用于a球上,使之繞O軸逆時針轉(zhuǎn)動,設(shè)在此過程中立方體物塊沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動,且小球b立方體物塊始終接觸沒有分離.不計一切摩擦,求:
(1)在細桿轉(zhuǎn)動過程中a、b兩小球速度大小的關(guān)系.
(2)當(dāng)細桿轉(zhuǎn)過口角時小球6速度大小與立方體物塊速度大小的關(guān)系.
(3)若ma=3mb=m,當(dāng)細桿轉(zhuǎn)過30°角時小球b速度的大。

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如圖所示,一根長為2 m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中,其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上,傾角α=37°,電場強度E=103 V/m,方向豎直向下,管內(nèi)有一個帶負電的小球,重G=10-3 N,電荷量q=2×10-6 C,從A點由靜止開始運動,已知小球與管壁的動摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點射出時的速度是(取g=10 m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)

A.

2 m/s

B.

3 m/s

C.

2m/s

D.

2m/s

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科目:高中物理 來源:2009屆高考第1輪復(fù)習(xí)-電場力的性質(zhì)練習(xí)題 題型:021

如圖所示,一根長為2 m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中,其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上,傾角α=37°,電場強度E=103 V/m,方向豎直向下,管內(nèi)有一個帶負電的小球,重G=10-3 N,電荷量q=2×10-6 C,從A點由靜止開始運動,已知小球與管壁的動摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點射出時的速度是(取g=10 m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)

A.2 m/s

B.3 m/s

C.2m/s

D.2m/s

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科目:高中物理 來源:2012年滬科版高中物理選修3-1 2.2探究電場的力的性質(zhì)練習(xí)卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,一根長為2 m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中,其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上,傾角α=37°,電場強度E=103 V/m,方向豎直向下,管內(nèi)有一個帶負電的小球,重G=10-3 N,電荷量q=2×10-6 C,從A點由靜止開始運動,已知小球與管壁的動摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點射出時的速度是(取g=10 m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)(    )

A.2 m/s            B.3 m/s        C.2m/s         D.2m/s

 

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如圖所示,一根長為2 m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中,其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上,傾角α=37°,電場強度E=103 V/m,方向豎直向下,管內(nèi)有一個帶負電的小球,重G=10-3 N,電荷量q=2×10-6 C,從A點由靜止開始運動,已知小球與管壁的動摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點射出時的速度是(     )(取g=10 m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)

A、2 m/s  B、3 m/s      C、2m/s      D、2m/s

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