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B點與一條水平軌道相連，軌道是光滑的，軌道所在空間存在水平向右、場強為E的勻強電場，從水平軌道上的A點由靜止釋放一質(zhì)量為m帶正電的小球，設(shè)A、B間的距離為S。已知小球受到的電場力大小等于小球重力的3/4倍，C點為圓形軌道上與圓心O的等高點。（重力加速度為g）

（1）若S=2R，求小球運動到C點時對軌道的壓力大��；
（2）為使小球剛好在圓軌道內(nèi)完成圓周運動，求S的值。

（1）  （2）

解析試題分析：（1）當小球從A點釋放，在電場力作用下運動，從A到C點電場力做正功，重力做負功，應(yīng)用動能定理得：
到達C點時，小球受到的支持力和電場力提供向心力，即：
則小球?qū)壍赖膲毫εc受到的支持力相對為：FN  =        6分
（2）為了使小球剛好在圓周軌道內(nèi)運動，小球到達某點時恰好受到重力和電場力，此時有：




從A點到該點時據(jù)動能定理有：
則可以計算得：S  =        6分
考點：本題考查動能定理，圓周運動。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）《憤怒的小鳥》是一款時下非常流行的游戲，故事也相當有趣，如圖甲，為了報復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們，鳥兒以自己的身體為武器，如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學們根據(jù)自己所學的物理知識進行假設(shè)；小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖乙所示。(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)若h1＝3.6 m，l1＝2.4 m，h2＝1.8 m，要使小鳥飛出能直接打中肥豬的堡壘，小鳥飛出去的初速度應(yīng)多大？
(2)如果小鳥彈出后，先掉到平臺上(此時小鳥距拋出點的水平距離為l2)，接觸平臺瞬間豎直速度變?yōu)榱悖剿俣炔蛔�，小鳥在平臺上滑行一段距離后，若要打中肥豬的堡壘，小鳥和平臺間的動摩擦因數(shù)μ與小鳥彈出時的初速度v0應(yīng)滿足什么關(guān)系(用題中所給的符號h1、l1、h2、l2、g表示)?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢差U0=4500V的陽極加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1=10cm，間距d=4cm的平行金屬板AB之后，在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個直徑D=20cm的帶有記錄紙的圓筒（如圖所示），整個裝置放在真空內(nèi)，電子發(fā)射的初速度不計。已知電子質(zhì)量m=0.9×10-30 kg,電子電量e=1.6×10-19C,不考慮相對論效應(yīng)。

（1）若在兩金屬板上加上U1=1000V的直流電壓（A>B），為使電子沿入射方向做勻速直線運動，應(yīng)加怎樣的磁場？
（2）若在兩金屬板上加上U2=1000cos2πt（V）的交流電壓，并使圓筒繞中心軸按圖示方向以=4πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，確定電子在記錄紙上的偏轉(zhuǎn)位移隨時間變化的關(guān)系式并定性畫出1s鐘內(nèi)所記錄的圖形。（電子穿過AB的時間很短，可認為這段時間內(nèi)板間電壓不變）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，空間存在著強度E=方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質(zhì)量m、電荷量q的小球.現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當小球運動最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂.求：

（1）小球運動最高點時的速度；
（2）細線能承受的最大拉力；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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。一個小球P從A點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D點時對軌道的壓力等于其重力的倍。取g=10m/s2。

（1）H的大小？
（2）試討論此球能否到達BDO軌道的O點，并說明理由。
（3）小球沿軌道運動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 來源： 題型：計算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點，在圓心處有一固定的正點電荷，B為AC的中點，C點位于圓周的最低點。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q、套在桿上的帶負電小球從A點由 靜止開始沿桿下滑。已知重力加速度為g，A點距過C點的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點時的速度大小為。求：

（1）小球滑至C點時的速度的大��；
（2）A、B兩點的電勢差；
（3）若以C點作為零電勢點，試確定A點的電勢。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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電場，場強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段的動摩擦因數(shù)為μ＝，與軌道其余部分的摩擦忽略不計．現(xiàn)使小環(huán)在D點獲得沿軌道向左的初速度v0＝4 m/s，且在沿軌道AD段運動過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點時對半圓軌道剛好無壓力．不計小環(huán)大小，g取10 m/s2.求：

（1）小環(huán)運動第一次到A時的速度多大？
（2）小環(huán)第一次回到D點時速度多大？
（3）小環(huán)經(jīng)過若干次循環(huán)運動達到穩(wěn)定運動狀態(tài)，此時到達D點時速度應(yīng)不小于多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖.在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個場強大小均為E的勻強電場Ⅰ和Ⅱ，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計電子所受重力）。

（1）在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置.
（2）在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)適當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，求所有釋放點的位置.
（3）若將左側(cè)電場Ⅱ整體水平向右移動L/n（n≥1），仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開（D不隨電場移動），求在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，長木板固定在水平實驗臺上，在水平實驗臺右端地面上豎直放有一光滑的被截去八分之三(即圓心角為135°)的圓軌道；放置在長木板A處的小球(視為質(zhì)點)在水平恒力F的作用下向右運動，運動到長木板邊緣B處撤去水平恒力F，小球水平拋出后恰好落在圓軌道C處，速度方向沿C處的切線方向，且剛好能到達圓軌道的最高點D處．已知小球的質(zhì)量為m，小球與水平長木板間的動摩擦因數(shù)為μ，長木板AB長為L， B、C兩點間的豎直高度為h，

求：(1)B、C兩點間的水平距離x
(2)水平恒力F的大小
(3)圓軌道的半徑R

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