【題目】如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段平直傾斜且粗糙,BC段是光滑圓弧,對應(yīng)的圓心角,半徑為r,CD段水平粗糙,各段軌道均平滑連接,在D點右側(cè)固定了一個圓弧擋板MN,圓弧半徑為R,圓弧的圓心也在D點。傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為、方向垂直于斜軌向下的勻強電場。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小物塊(視為質(zhì)點)在傾斜軌道上的A點由靜止釋放,最終從D點水平拋出并擊中擋板。已知A,B之間距離為2r,斜軌與小物塊之的動摩擦因數(shù)為,設(shè)小物塊的電荷量保持不變,重力加速度為g,。求:

(1)小物塊運動至圓軌道的C點時對軌道的壓力大小;

(2)改變AB之間的距離和場強E的大小,使小物塊每次都能從D點以不同的速度水平拋出并擊中擋板的不同位置,求擊中擋板時小物塊動能的最小值。

【答案】1)在C點小物塊對圓軌道的壓力大小為;(2)小物塊動能的最小值為

【解析】

(1)小物塊由AB過程由動能定理,得:

解得:

小物塊由BC過程由機械能守恒定律得:

解得:

C點由牛頓第二定律,得:

解得:

由牛頓第三定律可得,在C點小物塊對圓軌道的壓力大小為

(2)小物塊離開D點后做平拋運動,水平方向:

豎直方向:

而:

小物塊平拋過程機械能守恒,得:

由以上式子得:

由數(shù)學(xué)中均值不等式可知:

則小物塊動能的最小值為

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在真空空間中,有沿水平方向的、垂直于紙面向里的勻強磁場B,還有方向豎直向上的勻強電場E,三個帶電液滴(可視為質(zhì)點)甲、乙、丙帶有等量同種電荷.已知甲靜止,乙水平向左勻速運動,丙水平向右勻速運動,則下列說法正確的是(

A. 三個液滴都帶負電

B. 若僅撤去磁場,甲可能做勻加速直線運動

C. 丙質(zhì)量最大,甲質(zhì)量次之,乙質(zhì)量最小

D. 若僅撤去電場,乙和丙可能做勻速圓周運動

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【題目】如圖所示,兩根光滑平行的金屬導(dǎo)軌,放在傾角為θ的斜面上,導(dǎo)軌的左端接有電阻R,導(dǎo)軌自身電阻不計,斜面處在一勻強磁場中,方向垂直斜面向上,一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒,在沿斜面并與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑,并上升了h高度,則在上滑h的過程中(

A. 金屬棒所受合外力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的熱量之和

B. 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量

C. 金屬棒受到的合外力所做的功為零

D. 恒力F與安培力的合力所做的功為mgh

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是51,原線圈接入電壓為220V的正弦式交流電,各元件正常工作,一只理想二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上,電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說法中正確的有(  )

A. 電壓表的讀數(shù)約為31.1V

B. 原、副線圈中的電流之比為51

C. 若將滑動變阻器的滑片向上滑動,則電流表讀數(shù)增大

D. 若滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω,則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的 熱量為5.8×103J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某區(qū)域的電場線分布如圖所示,其中間一根電場線是直線,一帶正電的粒子從直線上的O點由靜止開始在電場力作用下運動到A點。取O點為坐標(biāo)原點,沿直線向右為x軸正方向,粒子的重力忽略不計。在OA運動過程中,下列關(guān)于粒子運動速度v和加速度a隨時間t的變化、粒子運動徑跡上的電勢φ和動能Ek隨位移x的變化圖線可能正確的是( )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ,步驟如下:

1)用游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示,由圖可知其長度為L_____mm。

2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑D_____mm。

3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤示數(shù)如圖丙所示,則該電阻的阻值約為_____Ω

4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:

待測圓柱體電阻R;

電流表A1(量程04mA,內(nèi)阻約50Ω);電流表A2(量程030mA,內(nèi)阻約30Ω);電壓表V1(量程03V,內(nèi)阻約10kΩ);

電壓表V2(量程015V,內(nèi)阻約25kΩ);直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計);

滑動變阻器R1(阻值范圍015Ω,允許通過的最大電流2.0A);滑動變阻器R2(阻值范圍02kΩ,允許通過的最大電流0.5A);

開關(guān)S;導(dǎo)線若干

為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,某同學(xué)設(shè)計了如圖丁所示的電路,試指出不妥之處_____(填序號)。

A.電流表應(yīng)選A2

B.電流表應(yīng)采用內(nèi)接法

C.滑動變阻器應(yīng)選R1,采用分壓式接法

D.滑動變阻器應(yīng)選R2,采用限流式接法

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【題目】沼澤的下面蘊藏著豐富的泥炭,泥炭是沼澤地積累的植物殘體,它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時容易下陷,若人下陷的過程是先加速后勻速運動,下列判斷正確的是  

A. 加速運動時人對沼澤地的壓力大于沼澤地對他的支持力

B. 加速運動時人對沼澤地的壓力小于沼澤地對他的支持力

C. 人對沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對他的支持力

D. 人對沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對他的支持力

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【題目】如圖所示,容器A中裝有大量的質(zhì)量不同、電荷量均為+q的粒子,粒子從容器下方的小孔S1不斷飄入加速電場(初速度可視為零)做直線運動,通過小孔S2后從兩平行板中央垂直電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場。粒子通過平行板后垂直磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的水平勻強磁場區(qū)域,最后打在感光片上。已知加速電場中S1、S2間的加速電壓為U,偏轉(zhuǎn)電場極板長為,兩板間距為L,板間電場看成勻強電場,其電場強度,方向水平向左(忽略板間外的電場),平行板f的下端與磁場水平邊界ab相交于點P,在邊界ab上實線處固定放置感光片。測得從容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之間,且PQ的長度為3L邊界ab下方的磁場范圍足夠大,不考慮粒子所受重力與粒子間的相互作用。求:

1)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時沿垂直于板面方向偏轉(zhuǎn)的距離x和偏轉(zhuǎn)的角度θ;

2)射到感光片P處的粒子的質(zhì)量m1

3)粒子在磁場中運動的最長時間tm。

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【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置,圓心為O點,質(zhì)量為m的帶正電小球(可視為質(zhì)點)O點正上方距離為hA點由靜止下落,并穿過圓環(huán).小球在從A點運動到A點關(guān)于O點對稱的A′點的過程中,其加速度a、重力勢能Ep、機械能E、電勢能Ep,隨位置變化的圖像如圖所示(規(guī)定O點為坐標(biāo)原點且重力勢能為0,豎直向下為加速度的正方向,并取無限遠處電勢為0),其中可能正確的是

A. B. C. D.

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