如圖所示，在理想邊界MN的上方有方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，下方有垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.20T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大．一根光滑的絕緣塑料細(xì)桿abcd彎成圖示形狀，其中ab段是豎直的，bcd正好構(gòu)成半徑為R1=0.20m的半圓，bd位于邊界MN上，將一個(gè)質(zhì)量為m=0.10kg、電量為q=0.50C的帶正電金屬環(huán)套在塑料桿ab上，從距離b點(diǎn)高R處由靜止開始釋放后，g=10m/s2．求：
（1）金屬環(huán)經(jīng)過最低點(diǎn)c處時(shí)對(duì)塑料桿的作用力；
（2）如果金屬環(huán)從d點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后，正好垂直打在塑料桿ab段上，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
（1）設(shè)金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C的速度為vc，
根據(jù)動(dòng)能定理：mgR?2R=
1
2
m
v2c
解得：vc=
4gR
=2
2
m/s
在最低點(diǎn)C處對(duì)金屬環(huán)分析受力，
根據(jù)牛頓第二定律有：FN+Bqvc-mg=m
v2c
R
解得：FN=5mg-Bqvc=4.72N
根據(jù)牛頓第三定律得，金屬環(huán)對(duì)塑料桿的作用力為4.72N，方向向下．
（2）設(shè)金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)速度為vd．
根據(jù)動(dòng)能定理可得：mg?R=
1
2
m
v2d

進(jìn)入電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直打在ab桿上時(shí)，速度的豎直分量減為零，
設(shè)時(shí)間為t1，則有0=vd-gt1
水平方向上的加速度設(shè) 為a1．
則有qE=ma1
2R=
1
2
a1
t21

解得a1=20m/s2
E=4N/C
答：（1）金屬環(huán)經(jīng)過最低點(diǎn)c處時(shí)對(duì)塑料桿的作用力為4.72N，方向向下；
（2）如果金屬環(huán)從d點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后，正好垂直打在塑料桿ab段上，則電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為4N/C．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，“”型桿上通過輕繩連有兩個(gè)滑環(huán)A、B，已知它們的質(zhì)量mA=mB=2Kg，A與水平桿間動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2，B與豎直桿間光滑接觸，輕繩長(zhǎng)L=25cm．現(xiàn)用水平力將A球緩慢向右拉動(dòng)，則拉動(dòng)過程中，θ角由37°增大到53°，這一段內(nèi)拉力F做的功為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風(fēng)力，如圖所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標(biāo)系．質(zhì)量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s從O點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，在0～2.0s內(nèi)受到一個(gè)沿y軸正方向、大小F1=0.20N的風(fēng)力作用；小球運(yùn)動(dòng)2.0s后風(fēng)力方向變?yōu)閥軸負(fù)方向、大小變?yōu)镕2=0.10N（圖中未畫出）．試求：
（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大��；
（2）小球回到x軸上時(shí)的動(dòng)能大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

在光滑水平面上有一靜止物體．現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向水平恒力乙推這一物體，當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體動(dòng)能為32J，則在整個(gè)過程中，恒力甲做的功為______J，恒力乙做的功為______J．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在農(nóng)村人們蓋房打地基叫打夯，夯錘的結(jié)構(gòu)如圖所示，打夯共有5人，四個(gè)人分別握住夯錘的一個(gè)把手，一個(gè)人負(fù)責(zé)喊號(hào)，喊號(hào)人一聲號(hào)子，四個(gè)人同時(shí)向上用力將夯錘提起，號(hào)音一落四人同時(shí)松手，夯錘落至地面將地基砸實(shí)．某次打夯時(shí)，設(shè)夯錘的質(zhì)量為80kg，將夯錘提起時(shí)，每個(gè)人都對(duì)夯錘施加豎直向上的力，大小均為250N，力的持續(xù)時(shí)間為0.6s，然后松手．夯錘落地時(shí)將地面砸出2cm深的一個(gè)凹痕．求：
（1）四個(gè)人每次對(duì)夯錘所做的總功W？
（2）夯錘能夠上升的最大高度？
（3）夯錘落地時(shí)對(duì)地面的平均作用力為多大？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，左圖是游樂場(chǎng)中過山車的實(shí)物圖片，右圖是過山車的原理圖．在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個(gè)光滑圓形軌道，固定在傾角為α=37°斜軌道面上的Q、Z兩點(diǎn)，且兩圓形軌道的最高點(diǎn)A、B均與P點(diǎn)平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接．現(xiàn)使小車（視作質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)以一定的初速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng)．已知斜軌道面與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=
1
24
．問：（已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan（
a
2
）=
sina
1+cosa
．結(jié)果可保留根號(hào)．）

（1）若小車恰好能通過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)A處，則其在P點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大？
（2）若小車在P點(diǎn)的初速度為10m/s，則小車能否安全通過兩個(gè)圓形軌道？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以
g
3
的加速度由靜止沿豎直方向加速下落到地面，下列說法中正確的是（　�。�
A．物體的重力勢(shì)能減少
mgh
3
B．物體的機(jī)械能減少
mgh
3
C．物體的動(dòng)能增加
mgh
3
D．重力做功mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一質(zhì)量為2kg的滑塊，以4m/s的速度在光滑的水平面上滑動(dòng)，從某一時(shí)刻起，給滑塊施加一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度大小變?yōu)?m/s，則在這段時(shí)間里，水平力做的功為（　　）
A．25JB．16JC．9JD．41J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，AB和CD處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，OA處于水平位置．AB是半徑為R=2m的
1
4
的圓周軌道，CD是半徑為r=1m的半圓圓管軌道（圓管寬度可以忽略），最高點(diǎn)D處于固定一個(gè)豎直彈性擋板，小球與擋板碰撞后功能損失不計(jì)．BC是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接．已知BC段水平軌道L=4m，與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．現(xiàn)讓一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球p從A點(diǎn)的正上方距水平線OA高H=1.9m處自由落下，g取10m/s2．求：
（1）小球第一次到達(dá)D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力和方向；
（2）小球與彈性擋板碰撞額次數(shù)，小球最終靜止于何處．

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同步練習(xí)冊(cè)答案