如圖所示，粗糙軌道ABC位于豎直平面內(nèi)，其AB段是半徑為R的
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圓弧，A點(diǎn)與圓心O等高，BC段水平．軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E．質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后又滑行L后停下．已知小球與水平軌道BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：
（1）小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）小球剛要經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小；
（3）小球在AB段克服阻力做的功．
分析：（1）對小球應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出其速度；
（2）應(yīng)用牛頓第二定律求出小球受到的支持力，然后由牛頓第三定律求出對軌道的壓力．
（3）由動(dòng)能定理可以求出克服摩擦力做的功．
解答：解：（1）設(shè)小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度v，
由動(dòng)能定理得：μ（mg+qE）=0-
1
2
mv2，
解得：v=
2μ(mg+qE)L
m
；
（2）設(shè)小球在B點(diǎn)受到軌道支持力為FN，
由牛頓第二定律得：FN-（mg+qE）=m
v2
R
，
解得：FN=mg+qE+
2μ(mg+qE)L
R
，
根據(jù)牛頓第三定律知，小球?qū)壍赖膲毫Γ?br />FN′=mg+qE+
2μ(mg+qE)L
R
；
（3）設(shè)小球在AB段克服阻力做功為W，
由動(dòng)能定理得：（mg+qE）R-W-μ（mg+qE）L=0-0，
解得：W=（mg+qE）R-μ（mg+qE）L；
答：（1）小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為：
2μ(mg+qE)L
m
；
（2）小球剛要經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為mg+qE+
2μ(mg+qE)L
R
；
（3）小球在AB段克服阻力做的功為（mg+qE）R-μ（mg+qE）L．
點(diǎn)評：應(yīng)用動(dòng)能定理、牛頓第二定律即可正確解題，分析清楚小球運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R的電阻和開關(guān)S，底端PP′處有一小段水平軌道相連，勻強(qiáng)磁場B垂直于傾斜導(dǎo)軌平面．?dāng)嚅_開關(guān)S，一根質(zhì)量為m、長為l、不計(jì)電阻的金屬棒從AA′處由靜止釋放，落在水平面上的FF′處；閉合開關(guān)S，金屬棒仍從AA′處由靜止滑下，落在水平面上的EE′處；開關(guān)S仍閉合，金屬棒從CC′（圖中未標(biāo)出）處由靜止滑下，仍落在水平面上的EE′處．（忽略金屬棒經(jīng)過PP′處的能量損失）測得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，則下列說法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，粗糙的斜面AB下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，整個(gè)裝置豎直放置，C是最低點(diǎn)，圓心角∠BOC=37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R=0.5m，斜面長L=2m，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物體P從斜面AB上端A點(diǎn)無初速下滑，物體P與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25．sin37°=0.6，
cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）物體P第一次通過B點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）物體P第一次離開D點(diǎn)后在空中做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則最高點(diǎn)E和D點(diǎn)之間的高度差h為多大？
（3）物體P從空中又返回到圓軌道和斜面，多次反復(fù)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，物體在斜面上通過的總路程x為多大？

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年湖北省荊門市高二上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖所示，粗糙軌道ABC位于豎直平面內(nèi)，其AB段是半徑為R的圓弧，A點(diǎn)與圓心O等高，BC段水平。軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E。質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后又滑行L后停下。已知小球與水平軌道BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：

（1）小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大�。�
（2）小球剛要經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大�。�
（3）小球在AB段克服阻力做的功。

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科目：高中物理 來源：2014屆湖北省荊門市高二上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，粗糙軌道ABC位于豎直平面內(nèi)，其AB段是半徑為R的圓弧，A點(diǎn)與圓心O等高，BC段水平。軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E。質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后又滑行L后停下。已知小球與水平軌道BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：

（1）小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；

（2）小球剛要經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小；

（3）小球在AB段克服阻力做的功。

 

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