如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40m.在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104  N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零.已知帶電體所帶電荷q=8.0×105C,取g=10m/s2,求:                                

(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小;                                       

(2)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小;                                              

(3)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力和摩擦力對(duì)帶電體所做的功各是多少.                                           

                                                                                           

                                                                                                                                        


(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,

根據(jù)牛頓第二定律:qE=ma

解得:a==m/s2=8m/s2

設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度為vB,則:=2as

解得:vB==4m/s

(2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為FN,根據(jù)牛頓第二定律:

FN﹣mg=m

解得:FN=mg+m=5N

根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體對(duì)圓弧軌道B端的壓力大小FN′=FN=5N

(3)設(shè)帶電體沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功為W,根據(jù)動(dòng)能定理:

W+W﹣mgR=0﹣

因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功:

W=qER=0.32J

聯(lián)立解得:W=﹣0.72J

答:( 1 )帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小8m/s2及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小4m/s;

( 2 )帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小5N;

( 3 )帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功為0.32J,摩擦力做的﹣0.72J功.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


用理想變壓器給負(fù)載(所有負(fù)載都是并聯(lián)的)供電,下列措施哪些可以增大變壓器的輸入功率:(     )

A.只增加原線圈的匝數(shù)                      B. 只增加負(fù)載電阻值

C. 只減少負(fù)載的個(gè)數(shù)                         D. 只增加副線圈的匝數(shù)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


關(guān)于運(yùn)動(dòng)會(huì)上各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)的解釋,下列說(shuō)法不正確的是 

   A.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升到最高點(diǎn)時(shí)處于完全失重狀態(tài)

   B.游泳運(yùn)動(dòng)員常穿一種“鯊魚衣”參加比賽,是為了減小運(yùn)動(dòng)員與水的摩擦力

   C.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員助跑是為了增加自己的慣性,以便跳得更遠(yuǎn)

   D.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉鈴過(guò)頭停在最高點(diǎn)時(shí),鈴處于平衡狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則(     )                                        

                                                                                             

    A.  帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)

    B.  P點(diǎn)的電勢(shì)將降低

    C.  帶電油滴的電勢(shì)能將減少

    D.  極板帶電量將增加

                                                                                                                                        

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


一小組用如圖所示裝置測(cè)定滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).斜面下端固定一光電門,上端由靜止釋放一帶有遮光條的滑塊,滑塊沿斜面加速通過(guò)光電門.                                                                                          

(1)要測(cè)量木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),除了已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭及遮光條寬度d、遮光時(shí)間t,還應(yīng)測(cè)量的物理量是下列選項(xiàng)中的                                                                                 ;                                  

A.滑塊的長(zhǎng)度L                                                                                                              

B.斜面的傾角θ                                                                                                              

C.滑塊的質(zhì)量m                                                                                                             

D.釋放滑塊時(shí)遮光條到光電門間的距離x                                                                       

(2)用上述物理量表示滑塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=                            .                            

                                                                                            

                                                                                                                                        

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


滑雪運(yùn)動(dòng)員由斜坡高速向下滑行過(guò)程中的v﹣t圖象如圖所示,則由圖象中AB段曲線可知,運(yùn)動(dòng)員在此過(guò)程中(    )                                                                                                                             

                                                         

    A. 做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)      B. 做變加速運(yùn)動(dòng)

    C. 所受力的合力不斷增大     D.    機(jī)械能守恒

                                                                                                                                    

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


 “兒童蹦極”中,栓在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩.質(zhì)量為m的小明如圖靜止懸掛時(shí)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg,若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂,則小明此時(shí)(                  )                                  

                                                                                              

    A.  速度為零

    B.  加速度a=g,沿原斷裂繩的方向斜向下

    C.  加速度a=g,沿未斷裂繩的方向斜向上

    D.  加速度a=g,方向豎直向下

                                                                                                                                    

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落,接觸彈簧后將彈簧壓縮到一定程度后停止下降.在小球接觸彈簧到運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)這一過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是(       )   

                                                                                                               

    A.  小球剛接觸彈簧瞬間速度最大

    B.  從小球接觸彈簧起加速度就變?yōu)樨Q直向上

    C.  小球的速度先增大,后減小

    D.  小球的加速度先減小,后增大

                                                                                                                            

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖1所示,放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用,0~6s內(nèi)v﹣t圖象和該拉力的P﹣t圖象如圖2甲、乙所示.下列說(shuō)法正確的是( 。

   A. 0~6s內(nèi)物體的位移大小是36m

   B. 0~2s內(nèi)物體受到的拉力是2s~6s內(nèi)受到拉力的2倍

   C. 0~6s內(nèi)物體克服摩擦力所做的功為50J

   D. 合外力在0~6s內(nèi)做的功為20J

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