(18分)玩具小車連同固定在小車上的水平皮帶運輸機總質(zhì)量M=2kg，靜止在光滑水平面上；皮帶順時針轉(zhuǎn)動，相對小車的速度保持為=3m/s；可視為質(zhì)點的帶正電小物塊質(zhì)量m＝1kg，電荷量q=0.01C，以水平初速＝9m/s從皮帶左端滑上皮帶；皮帶與小物塊間動摩擦因數(shù)＝0.8，設(shè)整個裝置絕緣，小物塊在運動過程中q保持不變，g取10m/s2。

（1）若皮帶足夠長，求小物塊剛滑上傳送帶時，物塊、小車的加速度大小？小車最終能達(dá)到最大速度？
（2）小車右側(cè)足夠遠(yuǎn)處有一內(nèi)壁光滑、絕緣的豎直圓形軌道，其半徑R="0.25m" 。軌道最下端C點與AB等高，C點處有一小缺口，可以讓絕緣小物塊射入圓形軌道內(nèi)。小物塊以＝5m/s的速度從C處的小缺口沖入圓軌道，在其沖入瞬間，軌道所在空間立即施加一豎直方向的勻強電場。若要使小物塊不脫離圓軌道，則勻強電場的大小與方向應(yīng)滿足什么條件？

（1）  （2）電場方向豎直向下，或者粒子不會脫離軌道；    電場方向豎直向上，，粒子不會脫離軌道

解析試題分析：（1）小物塊與傳送帶之間有相對運動，產(chǎn)生滑動摩擦力，設(shè)物塊和小車的加速度分別為和，則有

設(shè)經(jīng)過時間t，物塊和傳送帶速度相等，此后物塊和傳送帶之間沒有相對運動沒有摩擦力，物塊不再減速，小車不再加速，此時，小車速度最大


而小車和傳送帶之間的相對速度=3m/s，所以傳送帶速度
整理得
（2）①物塊帶正電，若電場方向豎直向下，沿軌道上升的高度，物塊就會不脫離軌道，
根據(jù)動能定理有
整理得，
即豎直向下的電場強度時粒子不會脫離軌道
②若電場方向豎直向下，若小球能夠通過最高點，物塊也不會脫離軌道
根據(jù)動能定理有
要通過圓周運動最高點：
解得
③根據(jù)②分析可知，電場豎直向下時，電場力重力都做負(fù)功，粒子都可以通過最高點，那么電場方向豎直向上，電場力小于重力時，粒子同樣可以通過最高點。
④若電場方向豎直向上，且電場力大于重力，則粒子若在C點脫離軌道做離心運動則有
整理得
綜上，電場方向豎直向下，或者粒子不會脫離軌道
電場方向豎直向上，，粒子不會脫離軌道
考點：動能定理 圓周運動  電場力做功

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

用豎直向上大小為30 N的力F，將質(zhì)量為2 kg的物體從地面由靜止提升，物體上升2m后撤去力F，經(jīng)一段時間后，物體落回地面。若忽略空氣阻力，g取10 m/s2。求：

（1）拉力F做的功 
（2）物體上升2m時的動能  
（3）物體剛落回地面時的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）圖甲為某種速度選擇器示意圖，加速電場右側(cè)是一接地金屬圓筒，為加速電場兩極板上的小孔，為圓筒某一直徑兩端的小孔，abcd為豎直熒光屏，光屏與直線平行。開始時在同一水平線上。已知加速電壓為U，圓簡半徑為R，帶正電的粒子質(zhì)量為m，電量為q，圈筒轉(zhuǎn)軸到光屏的距離OP＝3R（如圖乙）。不計位子重力及粒子間相互作用。
（1）若圓筒靜止且國筒內(nèi)不加磁場，粒子從小孔進(jìn)人電場時的速度可忽略，求粒子通過圓筒的時間to
（2）若圓筒內(nèi)有豎直向下勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，圓筒繞豎直中心軸以某一角速度逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，粒子源持續(xù)不斷地將速度不同的粒子從小孔01射人電場，經(jīng)足夠長時間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過圓筒打到光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在光屏PQ范圍內(nèi)的任意位里均會出現(xiàn)亮斑，（如圖乙）。求粒子到達(dá)光屏?xí)r的速度大小v的范圍，以及圓筒轉(zhuǎn)動的角速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，薄平板A長L=1m，質(zhì)量為kg，放在水平地面上，在A上最右端處放一個質(zhì)量kg的小物體B，已知A與B之間的動摩擦因數(shù)，A、B兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)均為，最初系統(tǒng)靜止。現(xiàn)在對板A右端施一大小為F=36N的水平恒力作用并開始計時，則：（取m/s2）

（1）A、B兩物體分離時F的功率P；
（2）在t=5s時B與平板A左端的距離x；
（3）在t=5s內(nèi)平板A克服摩擦力做的功W。

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(8分).如圖，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，環(huán)面處于水平面內(nèi)，場強為E的勻強電場與圓環(huán)平面平行.環(huán)上穿有一電量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動.若小球經(jīng)A點時速度的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用(設(shè)地球表面重力加速度為g).則：

(1)小球經(jīng)過A點時的速度大小vA是多大？
(2)當(dāng)小球運動到與A點對稱的B點時，小球的速度是多大？圓環(huán)對小球的作用力大小是多少？
(3)若Eq=mg，小球的最大動能為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點。一質(zhì)量m=1kg的小車（可視為質(zhì)點），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側(cè)x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運動，力作用一段距離后撤去，當(dāng)小車運動到O′點時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合。規(guī)定經(jīng)過O點水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2。

（1）若小球剛好落到A點，求小車運動到O′點的速度；
（2）為使小球剛好落在A點，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)為多大？
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示空間分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個足夠長的區(qū)域，各邊界面相互平行，其中Ⅰ，Ⅱ區(qū)域存在勻強電場EI＝1.0×104 V/m，方向垂直邊界面豎直向上；EⅡ＝×105 V/m，方向水平向右，Ⅲ區(qū)域磁感應(yīng)強度B＝5.0 T，方向垂直紙面向里，三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1＝5.0 m，d2＝4.0 m，d3＝ m．一質(zhì)量m＝1.0×10－8 kg、電荷量q＝1.6×10－6C的粒子從O點由靜止釋放，粒子重力忽略不計．求：

(1)粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度大小；
(2)粒子從區(qū)域Ⅱ進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ時的速度方向與邊界面的夾角；
(3)粒子從O點開始到離開Ⅲ區(qū)域時所用的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，傾斜軌道AB的傾角為37o，CD、EF軌道水平，AB與CD通過光滑圓弧管道BC連接，CD右端與豎直光滑圓周軌道相連。小球可以從D進(jìn)入該軌道，沿軌道內(nèi)側(cè)運動，從E滑出該軌道進(jìn)入EF水平軌道。小球由靜止從A點釋放，已知AB長為5R，CD長為R，重力加速度為g，小球與斜軌AB及水平軌道CD、EF的動摩擦因數(shù)均為0.5，sin37o=0.6，cos37o=0.8，圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為1.8R。求：

⑴小球滑到斜面底端C時速度的大小。
(2)小球?qū)偟紺時對軌道的作用力。
(3)要使小球在運動過程中不脫離軌道，豎直圓周軌道的半徑R’應(yīng)該滿足什么條件？若R’=2.5R，小球最后所停位置距D（或E）多遠(yuǎn)？
注：在運算中，根號中的數(shù)值無需算出。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在絕緣水平面上，相距為L的A、B兩點處分別固定著兩個帶電量相等的正電荷，a、b是AB連線上的兩點，其中Aa＝Bb＝L／4，O為AB連線的中點，一質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊（可以看作質(zhì)點）以初動能E從a點出發(fā)，沿直線AB向b點運動，其中小滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為初動能的n倍（n>l），到達(dá)b點時動能恰好為零,小滑塊最終停在O點，求：

（1）小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；
（2）O、b兩點間的電勢差；
（3）小滑塊運動的總路程。

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