【題目】如圖所示,水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓軌道BC相切于B點(diǎn),AB長(zhǎng)為2R,水平軌道和半圓軌道均光滑且絕緣.在軌道所處空間內(nèi)存在著水平向右、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球自A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)B點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)后落回到水平軌道上.已知,求:

1)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間;

2)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖淖饔昧Γ?/span>

3)小球離開C點(diǎn)至落回到水平軌道的過程中,小球機(jī)械能的最小值及該最小值出現(xiàn)的位置.(以水平軌道所處平面作為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面)

【答案】1 23mg,方向向上 (32mgR 在與C點(diǎn)水平相距R,豎直相距

【解析】

(1)小球的加速度為

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知

解得

(2)由動(dòng)能定理可知

做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

解得N=3mg,由牛頓第三定律可知,,方向向上;

(3)機(jī)械能最小的時(shí)候,是克服電場(chǎng)力做功最多的時(shí)候,也就是離C點(diǎn)水平向左最遠(yuǎn),即過C點(diǎn)后,水平方向速度減為0,此時(shí)有

可得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得

所以在與C點(diǎn)水平相距R,豎直相距處有最小值。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一豎直放置的棋盤,該棋盤具有磁性,每個(gè)棋子均可視為能被棋盤吸引的相同質(zhì)量的小磁體。對(duì)于靜止在棋盤上的某顆棋子,下列說法正確的是( )

A. 受三個(gè)力作用

B. 所受的摩擦力是個(gè)定值

C. 棋盤對(duì)棋子的作用力大于棋子對(duì)棋盤的作用力

D. 只要磁力足夠大,即使棋盤光滑,棋子也能靜止在棋盤上

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】太陽(yáng)周圍除了八大行星,還有許多的小行星,在火星軌道與木星軌道之間有一個(gè)小行星帶,假設(shè)此小行星帶中的行星只受太陽(yáng)引力作用,并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則

A. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期相同

B. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)加速度大于火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度

C. 小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期大于木星公轉(zhuǎn)周期

D. 小行星帶中某兩顆行星線速度大小不同,受到太陽(yáng)引力可能相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩點(diǎn)電荷q1q2(電性和大小均未知)分別固定在x軸上的-2L2L處。兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨變化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.-2L2L場(chǎng)強(qiáng)先減小后增大

B.-L處的場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向

C.將一電子從-2L移動(dòng)到2L,電場(chǎng)力做正功

D.x軸上只有一個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0,且位于2L的左邊

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物理興趣小組的同學(xué)們做了探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),采用如圖所示的裝置,實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量不變,探究加速度和力的關(guān)系,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

1)先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。

2)小車左端不掛細(xì)線,把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高,輕推小車使它勻速下滑。

3)細(xì)線一端連接小車,另一端掛砝碼盤,在砝碼盤中加入適量砝碼,放開小車打出紙帶。

4)改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)再打出幾條紙帶,同時(shí)記下砝碼和砝碼盤總質(zhì)量。

5)實(shí)驗(yàn)完畢,整理好器材。通過紙帶研究在小車質(zhì)量不變時(shí)加速度和力的關(guān)系。

針對(duì)以上實(shí)驗(yàn),回答下列問題:

1)實(shí)驗(yàn)前將木板右端墊高,是為了平衡小車所受到的______。(填“重力”、“拉力”或“摩擦力”)

2)為了方便,可以認(rèn)為砝碼和砝碼盤的重力等于小車所受的拉力,那么就要求砝碼和砝碼盤的質(zhì)量______小車的質(zhì)量。(填遠(yuǎn)大于、遠(yuǎn)小于或者等于

3)某小組同學(xué)作出了小車的加速度a與細(xì)線拉力FaF圖像,發(fā)現(xiàn)圖線不過原點(diǎn),造成這一現(xiàn)象的可能原因是:______。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一物體掛在彈簧秤下,彈簧秤的上端固定在電梯的天花板上,在下列哪種情況下彈簧秤的讀數(shù)最小( )

A.電梯勻加速上升,且

B.電梯勻加速下降,且

C.電梯勻減速上升,且

D.電梯勻減速下降,且

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中,每次用彈簧秤水平拉一放在水平桌面上的木塊,木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及彈簧秤的讀數(shù)如下表所示(每次木塊與桌面的接觸面相同)則由表可知:(

A.木塊受到的最大摩擦力為 0 . 7N

B.木塊受到的最大靜摩擦力一定為 0 . 6N

C.在這五次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的

D.在這五次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到的摩擦力大小有二次是相同的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖示裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,下列說法正確的是( 。

A. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在靠近定滑輪的位置

B. 需要用天平測(cè)出小車的質(zhì)量

C. 平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將砝碼盤用細(xì)繩系在小車上

D. 小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于砝碼和砝碼盤的總重力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在足球場(chǎng)上罰任意球時(shí),運(yùn)動(dòng)員踢出的“香蕉球”,在行進(jìn)中繞過人墻轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門,守門員望球莫及,其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向,下列說法正確的是(  )

A.合外力的方向與速度方向在一條直線上

B.合外力的方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)

C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向

D.合外力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向

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