(2008?東城區(qū)一模)如圖所示,在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷.現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點(diǎn)A靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無(wú)壓力.若小球所帶電量很小,不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場(chǎng),則置于圓心處的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為( 。
分析:小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B過(guò)程中,只有重力做功,小球的機(jī)械能守恒.小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁恰好無(wú)壓力,則由重力和點(diǎn)電荷對(duì)的電場(chǎng)力的合力提供向心力,根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求出場(chǎng)強(qiáng)的大小.
解答:解:設(shè)細(xì)管的半徑為R,小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為v.小球從A滑到B的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得,
       mgR=
1
2
mv2

得到v=
2gR

小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得
      Eq-mg=m
v2
R

將v=
2gR
代入得
     E=
3mg
q

故選C
點(diǎn)評(píng):本題是機(jī)械能守恒定律和牛頓第二定律的綜合應(yīng)用.對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng),常常不單獨(dú)出題,會(huì)和動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒結(jié)合應(yīng)用.
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(2008?東城區(qū)一模)在光滑水平面上有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的質(zhì)量為M的氣缸,氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,已知M>m.活塞密封一部分理想氣體.現(xiàn)對(duì)氣缸施加一個(gè)水平向左的拉力F(如圖A)時(shí),氣缸的加速度為a1,封閉氣體的壓強(qiáng)為p1,體積為V1;若用同樣大小的力F水平向左推活塞(如圖B),此時(shí)氣缸的加速度為a2,封閉氣體的壓強(qiáng)為p2,體積為V2.設(shè)密封氣體的質(zhì)量和溫度均不變,則( 。

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光滑圓弧軌道,圓弧軌道與水平軌道在O′點(diǎn)相切.車右端固定一個(gè)尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧,一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊緊靠彈簧放置,小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將彈簧解除鎖定,小物塊被彈出,恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A.取g=10m/s2.求:
(1)解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能;
(2)小物塊第二次經(jīng)過(guò)O′點(diǎn)時(shí)的速度大;
(3)小物塊與車最終相對(duì)靜止時(shí)距O′點(diǎn)的距離.

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