（10分） 如圖所示，一帶電平行板電容器水平放置，金屬板M上開(kāi)有一小孔．有A、B、C三個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為＋q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），其間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)．已知M、N兩板間距為3L，現(xiàn)使A小球恰好位于小孔中，由靜止釋放并讓三個(gè)帶電小球保持豎直下落，當(dāng)A球到達(dá)N極板時(shí)速度剛好為零，求：

⑴三個(gè)小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A球剛好到達(dá)N板的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量；
⑵兩極板間的電壓；
⑶小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率．

⑴  9mgL    ⑵        ⑶  

解析試題分析：⑴設(shè)三個(gè)球重力勢(shì)能減少量為△Ep
△Ep= 9mgL                              2分
⑵設(shè)兩極板電壓為U ，由動(dòng)能定理：W合＝△Ek
有3mg·3L－－－＝0
解得：U =           4分
⑶當(dāng)小球受到的重力與電場(chǎng)力相等時(shí)，小球的速度最大vm
3mg=         解得 n=2
即：小球達(dá)到最大速度的位置是B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的位置，由動(dòng)能定理有：
3mg·L-= ×3mvm2
解得vm=         4分
考點(diǎn)：本題考查動(dòng)能定理，意在考查學(xué)生的綜合分析能力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，已知斜面傾角30°，物體A質(zhì)量mA=0.4kg，物體B質(zhì)量mB=0.7kg，H=0.5m。B從靜止開(kāi)始和A一起運(yùn)動(dòng)，B落地時(shí)速度v=2m／s。若g取10m／s2，繩的質(zhì)量及繩的摩擦不計(jì)，求：

(1)物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
(2)物體A沿足夠長(zhǎng)的斜面滑動(dòng)的最大距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

探究能力是進(jìn)行物理學(xué)研究的重要能力之一.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān).為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系，某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探索.如圖所示，先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)，測(cè)得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測(cè)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.另外已測(cè)試砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為2 cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10 N/π.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示:

ω/rad·s-1
0.5
1
2
3
4
n
5.0
20
80
180
320
Ek
 
 
 
 
 

(1)計(jì)算出砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填入上表中.
(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式為        .
(3)若測(cè)得脫離動(dòng)力后砂輪的角速度為2.5 rad/s，則它轉(zhuǎn)過(guò)45圈時(shí)的角速度為           rad/s 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央。一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于其重力的倍。取g=10m/s2。

（1）H的大��？
（2）試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn)，并說(shuō)明理由。
（3）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

某金屬板M受到某種紫外線照射時(shí)會(huì)不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一個(gè)金屬網(wǎng)N。如果用導(dǎo)線將MN連接起來(lái)，M射出的電子落到N上便會(huì)沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流�，F(xiàn)在不把M、N直接相連，而如圖所示在M、N之間加一個(gè)電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U＞12.5V時(shí)電流表中就沒(méi)有電流。問(wèn)：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？（已知電子質(zhì)量me=0.91×10-30kg）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6 m的半圓，BC、AD段水平，AD＝BC＝8 m．B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝5×105 V/m.質(zhì)量為m＝4×10－3kg、帶電量q＝＋1×10－8C的小環(huán)套在軌道上．小環(huán)與軌道AD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝，與軌道其余部分的摩擦忽略不計(jì)．現(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得沿軌道向左的初速度v0＝4 m/s，且在沿軌道AD段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F(變化關(guān)系如圖乙)作用，小環(huán)第一次到A點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道剛好無(wú)壓力．不計(jì)小環(huán)大小，g取10 m/s2.求：

（1）小環(huán)運(yùn)動(dòng)第一次到A時(shí)的速度多大？
（2）小環(huán)第一次回到D點(diǎn)時(shí)速度多大？
（3）小環(huán)經(jīng)過(guò)若干次循環(huán)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)不小于多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

在游樂(lè)節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽(yáng)觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論。如圖所示，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點(diǎn)， 選手抓住繩由靜止開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角=53o，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3m.不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取重力加速度， (，)

(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小F；
(2)若繩長(zhǎng)L="2m," 選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中。設(shè)水對(duì)選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度；
(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手，小明認(rèn)為繩越長(zhǎng)，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽(yáng)認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)，請(qǐng)通過(guò)推算說(shuō)明你的觀點(diǎn)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定斜面AB、CD與豎直光滑圓弧BC相切于B、C點(diǎn)，兩斜面的傾角θ=37°，圓弧BC半徑R=2m．一質(zhì)量m=1kg的小滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面AB上的P點(diǎn)由靜止沿斜面下滑，經(jīng)圓弧BC沖上斜面CD．已知P點(diǎn)與斜面底端B間的距離L1=6m，滑塊與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.25，g=10m/s2．求：

（1）小滑塊第1次經(jīng)過(guò)圓弧最低點(diǎn)E時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；
（2）小滑塊從靜止開(kāi)始下滑到第n次到達(dá)B點(diǎn)的過(guò)程中在斜面AB上運(yùn)動(dòng)通過(guò)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖．在Oxy平面的第一象限，存在以x軸y軸及雙曲線的一段（0≤x≤L，0≤y≤L）為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)I；在第二象限存在以x=-L； x=-2L；y=0；y=L的勻強(qiáng)電場(chǎng)II．兩個(gè)電場(chǎng)大小均為E，不計(jì)電子所受重力．求

（1）從電場(chǎng)I的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放電子，電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的位置;
（2）由電場(chǎng)I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的最小動(dòng)能；

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