【題目】如圖所示，粗糙水平軌道與半徑為的豎直光滑半圓軌道在點(diǎn)平滑連接，在過圓心的水平界面的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為，電量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從水平軌道上點(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動到點(diǎn)離開圓軌道后，經(jīng)界面上的點(diǎn)進(jìn)入電場（點(diǎn)恰好在點(diǎn)的正上方）。已知、間距離為，重力加速度為，求：

（1）小球在處的速度大小

（2）小球從運(yùn)動到克服阻力做功

（3）小球從運(yùn)動到的過程中對軌道壓力的最大值

【答案】（1）（2）3mgR（3）

【解析】

(1) 小球離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，根據(jù)

得：

水平方向做勻速直線運(yùn)動，

可得則小球在C點(diǎn)的速度：

(2)小球在A→C過程，由動能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得：Wf＝3mgR

(3) 小球進(jìn)入圓周軌道，電場力做正功，重力做負(fù)功

從P點(diǎn)進(jìn)入電場做曲線運(yùn)動，電場力做負(fù)功，重力做正功，由于電場力是重力2倍，因此小球在圓周D處速度最大，

利用復(fù)合場等效法D處應(yīng)是重力與電場力合力連線跟圓周的交點(diǎn)，設(shè)OD連線與豎直方向夾角為θ，則tanθ=2，如圖所示：

在A→D過程，根據(jù)動能定理得：

在D點(diǎn)，沿半徑方向的合外力提供向心力，

由牛頓第二定律：

聯(lián)立解得：

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】）如圖，一長為L的長方形木塊可在傾角為α的斜面上以加速度a勻加速下滑，1、2兩點(diǎn)間的距離大于L．木塊經(jīng)過1、2兩點(diǎn)所用時間分別為t1和t2，則下列說法正確的是（　　）

A. 木塊前端P從點(diǎn)1到點(diǎn)2所用時間為

B. 木塊前端P從點(diǎn)1到點(diǎn)2所用時間為

C. 木塊通過點(diǎn)2的平均速度為

D. 1、2兩點(diǎn)間的距離是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m1的物體A壓在放于地面上的豎直輕彈簧k1上，上端與輕彈簧k2相連，輕彈簧k2上端與質(zhì)量也為m2物體B相連，物體B通過輕繩跨過光滑的定滑輪與輕質(zhì)小桶P相連，A、B均靜止．現(xiàn)緩慢地向小桶P內(nèi)加入細(xì)砂，當(dāng)彈簧k1恰好恢復(fù)原長時，（小桶一直未落地）求

（1）小桶P內(nèi)所加人的細(xì)砂質(zhì)量；

（2）小桶在此過程中下降的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在下面的表中(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上已描出了前四次測量的彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長x之間的函數(shù)關(guān)系點(diǎn)，請把第5、6次測量的數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)描出來，并作出F－x圖線_______；

(2)圖線跟x坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義是____________；

(3)該彈簧的勁度系數(shù)k＝__________。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一直角三角形處于平行于紙面的勻強(qiáng)電場中，∠A=90°，∠B=30°，AC長為L，已知A點(diǎn)的電勢為(>0)，B點(diǎn)的電勢為2，C點(diǎn)的電勢為0。一帶電的粒子從C點(diǎn)以v0的速度出發(fā)，方向如圖所示(與AC邊成60°)。不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（ ）

A. 電場強(qiáng)度的方向由B指向C

B. 電場強(qiáng)度的大小為

C. 若粒子能擊中圖中的A點(diǎn)，則該粒子的比荷為

D. 只要粒子的速度大小合適，就可能擊中圖中的B點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿斜面勻加速滑下，依次經(jīng)過 A、B、C 三點(diǎn)，如圖所示。已知 AB=18 m，BC=30 m，小球經(jīng)過 AB 和BC 兩段所用的時間均為 2 s，則小球在經(jīng)過 A、B、C 三點(diǎn)時的速度大小分別是（ ）

A. 6 m/s，9 m/s，12 m/s B. 6 m/s，12 m/s，18 m/s

C. 3 m/s，4 m/s，5 m/s D. 3 m/s，5 m/s，7 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“天宮、蛟龍、天眼、悟空、墨子”等重大科技成果寫進(jìn)十九大報(bào)告，航天科技成果豐碩，天宮二號在離地面393km的圓形軌道上飛行，慧眼空間科學(xué)衛(wèi)星在離地面550km的圓形軌道上飛行.若天宮二號與慧眼衛(wèi)星的質(zhì)量相同，環(huán)繞地球運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動，則( )

A. 慧眼衛(wèi)星運(yùn)行時向心加速度比天宮二號小

B. 慧眼衛(wèi)星運(yùn)行的周期比天宮二號小

C. 慧眼衛(wèi)星運(yùn)行時機(jī)械能比天宮二號小

D. 慧眼衛(wèi)星運(yùn)行時速度比天宮二號大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一條平直的公路上，一輛自行車以5m/s的速度勻速前進(jìn)，在自行車后面288m處有一輛以30m/s速度同向行駛的汽車突然剎車, 剎車后以1m/s2加速度勻減速前進(jìn)。求：汽車能否與自行車相遇（設(shè)兩車相遇時互不影響各自的運(yùn)動）？如不能相遇,請求出兩車最近距離是多少？如能夠相遇,請求出相遇時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為M的小明在地面上原地起跳，落回地面雙腳觸地后，用雙腿彎曲的方法緩沖，最后停止。若測得他在整個下落過程中所受地面的彈力大小隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則小明在（ ）

A. t1時刻的速度為零 B. t2時刻的速度最大

C. t3時刻的加速度為零 D. t4時刻的加速度最大

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同步練習(xí)冊答案