[附加題]如圖所示,一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置,圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連,軌道都是光滑的.軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E.從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶正電為q的小球,為使小球剛好能到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn);求釋放點(diǎn)A距圓軌道最低點(diǎn)B的距離s.
分析:要使小球能到達(dá)最高點(diǎn),最高點(diǎn)處重力應(yīng)恰好充當(dāng)向心力;則可求得小球在最高點(diǎn)的速度;對圓周運(yùn)動由動能定理可求得粒子通過B點(diǎn)的速度;對AB過程可求得A距圓軌道最低點(diǎn)B的距離.
解答:解:最高點(diǎn)處小球應(yīng)滿足重力充當(dāng)向心力:
由mg=m
v2
r
得;
解得C點(diǎn)的速度:νC=
gr

對圓周運(yùn)動由動能定理可得:
1
2
mνb2=2mgr+
1
2
mνc2
---(1)
而對于AB過程由動能定理可知:
Eqs=
1
2
mνb2
------(2)
解方程組得:S=
5mgr
2Eq
m
答:釋放點(diǎn)A距圓軌道最低點(diǎn)B的距離為
5mgr
2Eq
點(diǎn)評:解答本題應(yīng)用動能定理時應(yīng)注意在電場力做功的特點(diǎn),在從圓的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中電場力是不做功的.
練習(xí)冊系列答案
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(附加題)如圖所示,是一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖,P為金屬球,懸掛在一細(xì)長金屬絲下面,O是懸點(diǎn),R0是保護(hù)電阻,CD是水平放置的光滑電阻絲,與細(xì)金屬絲始終保持良好接觸.無風(fēng)時,金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸,此時A示數(shù)為I0;有風(fēng)時金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度,角θ與風(fēng)力大小有關(guān),設(shè)風(fēng)力方向水平向左,OC=h,CD=L,金屬球質(zhì)量為m,電阻絲單位長度的阻值為k,電源內(nèi)電阻和金屬絲電阻不計(jì),金屬絲偏角為θ時,A的示數(shù)為I′,此時風(fēng)力為F,試寫出:
(1)F與θ的關(guān)系式.
(2)F與I′的關(guān)系式.

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(附加題)如圖所示,傾角為α=60°的斜面上,放一質(zhì)量為1kg大小可以忽略的物體,用勁度系數(shù)k=100N/m的彈簧平行于斜面吊著,物體放在PQ之間任何位置都能處于靜止?fàn)顟B(tài),而超過這一范圍,物體都會沿斜面滑動.若AP=22cm,AQ=8cm,試求物體與斜面間的最大靜摩擦力的大。╣=10m/s2

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(附加題)如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖.在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場I和II,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計(jì)電子所受重力).
(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,求電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo).
(2)在電場I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點(diǎn)的位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(附加題)如圖所示,輕質(zhì)長繩水平地跨在相距為2L的兩個小定滑輪A、B上,質(zhì)量為m的物塊懸掛在繩上O點(diǎn),O與A、B兩滑輪的距離相等.在輕繩兩端C、D分別施加豎直向下的恒力F=mg.先托住物塊,使繩處于水平拉直狀態(tài),由靜止釋放物塊,在物塊下落過程中,保持C、D兩端的拉力F不變.
(1)當(dāng)物塊下落距離h為多大時,物塊的加速度為零?
(2)在物塊下落上述距離的過程中,克服C端恒力F做功W為多少?
(3)求物塊下落過程中的最大速度Vm和最大距離H?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(附加題)如圖所示,以8m/s勻速行駛的汽車即將通過路口,綠燈還有2s將熄滅,此時汽車距離停車線18m.該車加速時最大加速度大小為2m/s2,減速時最大加速度大小為5m/s2.此路段允許行駛的最大速度為11.5m/s,下列說法中正確的有
A.如果立即做勻加速運(yùn)動且不超速,則汽車可以在綠燈熄滅前通過停車線
B.如果立即做勻加速運(yùn)動并要在綠燈熄滅前通過停車線,則汽車一定會超速
C.如果立即做勻減速運(yùn)動,則在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停車線
D.如果在距停車線5m處開始減速,則汽車剛好停在停車線處.

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