【題目】如圖,A、B 為半徑 R3 m 的四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道,在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著 E2×106 V/m、豎直向上的勻強(qiáng)電場,有一質(zhì)量 m4kg、帶電荷量 q=+1×105 C 的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A 點(diǎn)的正上方距離 A 點(diǎn) H 處由靜止開始自由下落(不計空氣阻力),BC 段為長 L2 m、與物體間動摩擦因數(shù)μ 0.5 的粗糙絕緣水平面.(取 g10 m/s2

1)若 H2 m,求物體沿軌道 AB 到達(dá)最低點(diǎn) B 時對軌道的壓力;

2)通過你的計算判斷:是否存在某一 H 值,能使物體沿軌道 AB 經(jīng)過最低點(diǎn) B 后,最終停在距離 B 點(diǎn) 1.0m 處。

【答案】(1)113.3N,(2)不存在

【解析】

(1)物體由初始位置運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中由動能定理有:

到達(dá)B點(diǎn)由對持力、重力、電場力的合力提供向心力即:

聯(lián)立解得:;

(2)要使物體沿軌道AB到達(dá)最低點(diǎn)B,當(dāng)支持力為0時,最低點(diǎn)有個最小速度,則有:

解得:

在粗糙水平面上,由動能定理得:

解得:

所以不存在某一H值,能使物體沿軌道 AB 經(jīng)過最低點(diǎn) B 后,最終停在距離 B 點(diǎn) 1.0m處。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為驗證動量守恒定律的實(shí)驗裝置,實(shí)驗中選取兩個半徑相同、質(zhì)量不等的小球,按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗:

①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1m2;

②安裝實(shí)驗裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面BC連接在斜槽末端;

③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,標(biāo)記小球在斜面上的落點(diǎn)位置P;

④將小球m2放在斜槽末端B,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標(biāo)記小球m1、m2在斜面上的落點(diǎn)位置;

⑤用毫米刻度尺測出各落點(diǎn)位置到斜槽末端B的距離。圖中從M、P、N點(diǎn)是實(shí)驗過程中記下的小球在斜面上的三個落點(diǎn)位置,M、P、NB點(diǎn)的距離分別為SM、SP、SN.依據(jù)上述實(shí)驗步驟,請回答下面問題:

(1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足m1___m2(填寫“>”、“=”“<”);

(2)用實(shí)驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關(guān)系式_________________,就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的;

(3) 若改變兩個小球的材質(zhì),步驟③中小球m1_______(填寫一定不一定”)落在中間落點(diǎn)位置P;

(4)若兩小球的碰撞是彈性碰撞,圖中PM分別是小球m1碰前、碰后的落點(diǎn)位置,實(shí)驗測得BM=15cm,BP=20cm,則小球m2的落點(diǎn)位置BN= ______cm。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB為固定的通電直導(dǎo)線,閉合導(dǎo)線框PAB在同一平面內(nèi)。當(dāng)P遠(yuǎn)離AB做勻速運(yùn)動時,它受到AB的作用力為(

A.

B. 引力,且逐步變小

C. 引力,且大小不變

D. 斥力,且逐步變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】邊長為 L 的正方形金屬框在水平恒力 F 作用下運(yùn)動,穿過方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場區(qū)域的寬度為 dd>L)。已知 ab 邊進(jìn)入磁場時,線框的加速度恰好為零。則線框進(jìn)入磁場的過程和從磁場另一側(cè)穿出的過程相比較,有

A. 產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反

B. 進(jìn)入磁場過程和穿出磁場過程中 a 點(diǎn)的電勢都比 b 點(diǎn)的電勢低

C. 進(jìn)入磁場過程的時間等于穿出磁場過程的時間

D. 進(jìn)入磁場過程和穿出磁場過程中通過導(dǎo)體內(nèi)某一截面的電量相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為低空跳傘極限運(yùn)動表演.運(yùn)動員從離地350 m高的橋面一躍而下,實(shí)現(xiàn)了自然奇觀與極限運(yùn)動的完美結(jié)合。假設(shè)質(zhì)量為m的跳傘運(yùn)動員,由靜止開始下落,在打開傘之前受恒定阻力作用,下落的加速度,在運(yùn)動員下落h的過程中,下列說法正確的是(

A. 物體的重力勢能增加了B. 物體的動能增加了

C. 阻力對物體做的功為D. 物體的機(jī)械能減少了

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某探究小組想利用驗證機(jī)械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D甲所示.框架上裝有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2;框架豎直部分緊貼一刻度尺,零刻度線在上端,可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離;框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鐵塊,小鐵塊的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊.切斷電磁鐵線圈中的電流時,小鐵塊由靜止釋放,當(dāng)小鐵塊先后經(jīng)過兩個光電門時,與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小.小組成員多次改變光電門1的位置,得到多組的數(shù)據(jù),建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線,得出圖線的斜率為k

當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>________(k表示)

若選擇光電門2所在高度為零勢能面,則小鐵塊經(jīng)過光電門1時的機(jī)械能表達(dá)式為______________(用題中物理量的字母表示)

關(guān)于光電門1的位置,下面哪個做法可以減小重力加速度的測量誤差___

A.盡量靠近刻度尺零刻度線

B.盡量靠近光電門2

C.既不能太靠近刻度尺零刻度線,也不能太靠近光電門2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為 m 的小球由輕繩 a b 分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn),如圖所示, a 與水平方向成θ b 在水平方向且長為 l當(dāng)輕桿繞軸 AB 以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周 運(yùn)動,則下列說法正確的是( )

A. a 繩的張力可能為零

B. a 繩的張力隨角速度的增大而增大

C. b 繩突然被剪斷,則 a 繩的彈力一定發(fā)生變化

D. 當(dāng)角速度 ,b 繩將出現(xiàn)彈力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在 xOy 坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿 y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q 的粒子(重力不計)從坐標(biāo)原點(diǎn) O 射入磁場,其入射方向與x的正方向成 45°角。當(dāng)粒子運(yùn)動到電場中坐標(biāo)為(3L,L)的 P 點(diǎn)處時速度大小為 v0,方向與 x 軸正方向相同。求:

1)粒子從 O 點(diǎn)射入磁場時的速度 v;

2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng) E0 和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0

3)粒子從 O 點(diǎn)運(yùn)動到 P 點(diǎn)所用的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某興趣小組利用廢舊物品制作了一個簡易氣溫計:如圖所示,在一個空酒瓶中插入一根兩端開口的玻璃管,玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略的水銀柱,接口處用蠟密封,將酒瓶水平放置。已知酒瓶的容積為480cm3,玻璃管內(nèi)部橫截面積為0.4cm2,瓶口外的有效長度為50 cm。當(dāng)氣溫為280 K時,水銀柱剛好處在瓶口位置。

求該氣溫計能測量的最高氣溫;(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)

在水銀柱從瓶口處緩慢移動到最右端的過程中,密封氣體是吸熱還是放熱?簡要說明理由。

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