【題目】如圖所示，BCDG 是光滑絕緣的 3/4 圓形軌道，位于豎直平面內(nèi)。軌道半徑為 R，下端 與水平絕緣軌道在 B 點(diǎn)平滑連接，整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中。現(xiàn)有一質(zhì)量為 m、 帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于水平軌道上，滑塊受到的電場力大小為 3mg/4，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)ì = 0.5，重力加速度為 g。求：

（1）若滑塊從水平軌道上距離 B 點(diǎn) s＝3R 的 A 點(diǎn)由靜止釋放，滑塊到達(dá)與圓心等高的 C 點(diǎn)時(shí)速度為多大？

（2）求滑塊在圓形軌道上能達(dá)到的最大速度值，以及在最大速度位置處滑塊對軌道作用力 的大小

【答案】（1）（2），

【解析】

（1）對滑塊由A到C的過程應(yīng)用動(dòng)能定理求解；（2）分析滑塊在圓軌道上的受力情況，求得速度最大的位置，然后由動(dòng)能定理求得最大速度；再根據(jù)牛頓第二定律求得支持力，即可由牛頓第三定律求得滑塊對軌道的作用力。

（1）滑塊從A到C的過程只有重力、電場力、摩擦力做功，設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為

對滑塊由A到C的過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：

解得：

（2）滑塊在圓軌道上受重力、電場力、支持力作用，故當(dāng)滑塊在與圓軌道上徑向與重力和電場力合力方向一致時(shí)，滑塊速度最大， 重力和電場力的合力方向與豎直方向成，如圖所示：

故對滑塊從A到最大速度的過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：

解得：滑塊在圓形軌道上能達(dá)到的最大速度

對滑塊在P點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律可得：

聯(lián)立得：滑塊受到軌道支持力

由牛頓第三定律可得：在最大速度位置處滑塊對軌道作用力。

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】圖中給出一段“S”形單行盤山公路的示意圖，彎道1、彎道2可看作兩個(gè)不同水平面上的圓弧，圓心分別為O1、O2，彎道中心線半徑分別為r1＝10 m、r2＝20 m，彎道2比彎道1高h＝12 m，有一直道與兩彎道圓弧相切．質(zhì)量m＝1 200 kg的汽車通過彎道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是車重的1.25倍，行駛時(shí)要求汽車不打滑．(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g取10 m/s2)

(1)求汽車沿彎道1中心線行駛時(shí)的最大速度v1；

(2)汽車以v1進(jìn)入直道，以P＝30 kW的恒定功率直線行駛了t＝8.0 s，進(jìn)入彎道2，此時(shí)速度恰為通過彎道2中心線的最大速度，求直道上除重力以外的阻力對汽車做的功；

(3)汽車從彎道1的A點(diǎn)進(jìn)入，從同一直徑上的B點(diǎn)駛離，有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)會利用路面寬度，用最短時(shí)間勻速安全通過彎道，設(shè)路寬d＝10 m，求此最短時(shí)間(A、B兩點(diǎn)都在軌道的中心線上，計(jì)算時(shí)視汽車為質(zhì)點(diǎn) )．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某汽車在啟用ABS剎車系統(tǒng)和不啟用ABS剎車系統(tǒng)緊急剎車時(shí)，其車速與時(shí)間的變化關(guān)系分別如圖中的甲、乙圖線所示。緊急剎車過程中

A. 0～t1，啟用ABS的平均速度比不啟用ABS的小些

B. 0～t1，啟用ABS的加速度比不啟用ABS的大些

C. 0～t2，啟用ABS的平均速度比不啟用ABS的大些

D. t1～t2，啟用ABS的加速度比不啟用ABS的小些

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖。圖中A為小車，B為砝碼及砝碼盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50Hz交流電。小車A的質(zhì)量為m1，砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量為m2。

【1】下列說法正確的是 。

A. 每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

B. 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源

C. 本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)大于m1

D. 在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-圖象

【2】實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測

量得到的a- F圖像，可能是圖中的圖線 。(選填“甲”、

“ 乙”、“ 丙”)

【3】如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小 m/s2。（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,水平放置的平行金屬板 A、B,間距為 d,板長為 4d.現(xiàn)有一電荷量為 q、質(zhì)量為 m 的 帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)沿兩板中心線以某一初速度水平射入,當(dāng)兩板間加上某一恒定電壓時(shí),若 A 板接 正極時(shí),該質(zhì)點(diǎn)就沿兩板中心線射出;若 A 板接負(fù)極時(shí),該質(zhì)點(diǎn)就射到 B 板距左端為 d 的 C 處. 質(zhì)點(diǎn)重力不能忽略,重力加速度為 g,空氣阻力不計(jì).求:

(1)所加恒定電壓的大小; (2)質(zhì)點(diǎn)射入兩板時(shí)的初速度;

(3)當(dāng) A 接正極時(shí),為使該帶電質(zhì)點(diǎn)能夠從兩板間射出,求兩板所加電壓 U 的范圍.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的長木板AB質(zhì)量M＝2 kg在水平地面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊質(zhì)量m＝1 kg在長木板的左端A處，木塊與長木板保持相對靜止一起向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)右端B經(jīng)過地面上O點(diǎn)時(shí)速度為v0＝5 m/s，長木板與P點(diǎn)處的擋板瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回，而木塊在此瞬間速度不變。已知O點(diǎn)與P點(diǎn)間距離x0＝4.5m，木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，木塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.4，g取10 m/s2。

（1）求長木板碰擋板時(shí)的速度v1的大�。�

（2）當(dāng)木塊與擋板的距離最小時(shí)，木塊與長木板左端A之間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】O為地球球心，半徑為R的圓是地球赤道，地球自轉(zhuǎn)方向如圖所示，自轉(zhuǎn)周期為T，觀察站A有一觀測員在持續(xù)觀察某衛(wèi)星B，某時(shí)刻觀測員恰能現(xiàn)察到衛(wèi)星B從地平線的東邊落下，經(jīng)的時(shí)間，再次觀察到衛(wèi)星B從地平線的西邊升起．已知∠BOB′=α，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則（　　）

A. 衛(wèi)星B繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為

B. 衛(wèi)星B繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為

C. 衛(wèi)星B離地表的高度為

D. 衛(wèi)星B離地表的高度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，足夠長的水平傳送帶以恒定速率運(yùn)行。將一滑塊從傳送帶左端由靜止輕輕放上傳送帶，滑塊將先加速運(yùn)動(dòng)一段距離，滑塊與傳送帶間的滑動(dòng)摩擦力記作f。下列判斷正確的是（　�。�

A. 傳送帶功率始終不變

B. 摩擦力f對物塊所做的功等于滑塊增加的動(dòng)能

C. 摩擦力f對滑塊和傳送帶所做的總功等于傳送帶輸出的機(jī)械能

D. 傳送帶克服摩擦力f所做的功等于滑塊與傳送帶接觸面上摩擦產(chǎn)生的熱

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對下列概念、公式的理解，正確的是（ ）

A. 根據(jù)E＝F/q可知，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度和檢驗(yàn)電荷的電荷量q成反比

B. 根據(jù)U＝Ed可知，勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間電勢差等于場強(qiáng)與兩點(diǎn)間距離的乘積

C. 根據(jù)W＝Uq可知，一個(gè)電子在電勢差為1V的兩點(diǎn)間被電場加速，電場力做功為1eV

D. 根據(jù)U＝W/q可知，電場中兩點(diǎn)間的電勢差U與電場力做功W成正比，與電量q成反比

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同步練習(xí)冊答案