如圖所示,豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R,下端與絕緣水平面平滑連接,整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場E中.一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從水平面上的A點(diǎn)以初速度v0水平向左運(yùn)動(dòng),沿半圓形軌道恰好通過最高點(diǎn)C,場強(qiáng)大小E<
mgq

(1)試計(jì)算物塊在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功.
(2)求物塊離開軌道落回水平面的位置距C點(diǎn)的水平距離.
分析:(1)物塊在運(yùn)動(dòng)過程中,重力做負(fù)功,電場力做正功,摩擦力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理求解克服摩擦力做的功;
(2)物塊離開半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解
解答:解:(1)物塊恰能通過最高點(diǎn)C時(shí),圓弧軌道與物塊之間弱力作用,物塊受到重力和電場力提供向心力.
mg-qE=m
v2
R

物塊在由運(yùn)動(dòng)到C的過程中,設(shè)物塊克服摩擦力做的功W,
根據(jù)動(dòng)能定理有:qE?2R-W-mg?2R=
1
2
mv2-
1
2
mv02

解得:W=qE?2R-mg?2R-
1
2
mv2+
1
2
mv02
=(3qE-2mg)R
(2)物塊離開半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)水平位移為S運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則水平方向有:
S=vt
豎直方向有:2R=
1
2
(g-
qE
m
)t2

解得:S=2R
答:(1)物塊在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功為:(3qE-2mg)R
(2)物塊離開軌道落回水平面的位置距C點(diǎn)的水平距離為2R.
點(diǎn)評(píng):本題是向心力與動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)等等知識(shí)的綜合,關(guān)鍵要抓住物塊恰能通過最高點(diǎn)C的臨界條件,求出臨界速度.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,豎直放置的光滑圓環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球,小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的速度為υ0=
1
2
gR
,其中R為圓環(huán)的半徑,g為重力加速度.求:
(1)小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)受到圓環(huán)的彈力的大小和方向;
(2)小球經(jīng)過圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)的彈力大小和方向.

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如圖所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上,另一端與斜面體P固定,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面體P此刻受到外力的個(gè)數(shù)可能是( 。

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精英家教網(wǎng) 物理選修3-3
(1)關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法,正確的是
 
(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.布朗運(yùn)動(dòng)是指液體或氣體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)
B.氣體的溫度升高,每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增加
C.一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽,其分子之間的勢能增加
D.空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí),將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外,所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律
(2)如圖所示,豎直放置的圓筒形注射器,活塞上端接有氣壓表,能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強(qiáng).開始時(shí),活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)氣體體積為30cm3,氣壓表讀數(shù)為1.1×105Pa.若用力向下推動(dòng)活塞,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離,穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105Pa.不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,環(huán)境溫度保持不變.
①簡要說明活塞移動(dòng)過程中,被封閉氣體的吸放熱情況;
②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積;
③對(duì)該過程中的壓強(qiáng)變化做出微觀解釋.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L,上端串有電阻R(其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì)).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外.金屬棒ab的質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦.從靜止釋放后ab保持水平而下滑.試求
(1)ab勻速下滑時(shí)的速度vm
(2)若ab從釋放至其運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)下落的高度為h,此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

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