【題目】如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段平直傾斜且粗糙，BC段是光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角，半徑為r，CD段水平粗糙，各段軌道均平滑連接，在D點(diǎn)右側(cè)固定了一個(gè)圓弧擋板MN，圓弧半徑為R，圓弧的圓心也在D點(diǎn)。傾斜軌道所在區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)大小為、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在傾斜軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，最終從D點(diǎn)水平拋出并擊中擋板。已知A，B之間距離為2r，斜軌與小物塊之的動(dòng)摩擦因數(shù)為，設(shè)小物塊的電荷量保持不變，重力加速度為g，，。求：

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)至圓軌道的C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；

(2)改變AB之間的距離和場(chǎng)強(qiáng)E的大小，使小物塊每次都能從D點(diǎn)以不同的速度水平拋出并擊中擋板的不同位置，求擊中擋板時(shí)小物塊動(dòng)能的最小值。

【答案】（1）在C點(diǎn)小物塊對(duì)圓軌道的壓力大小為；（2）小物塊動(dòng)能的最小值為

【解析】

(1)小物塊由A到B過程由動(dòng)能定理，得：

解得：

小物塊由B到C過程由機(jī)械能守恒定律得：

解得：

在C點(diǎn)由牛頓第二定律，得：

解得：

由牛頓第三定律可得，在C點(diǎn)小物塊對(duì)圓軌道的壓力大小為

(2)小物塊離開D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：

豎直方向：

而：

小物塊平拋過程機(jī)械能守恒，得：

由以上式子得：

由數(shù)學(xué)中均值不等式可知：

則小物塊動(dòng)能的最小值為

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，在真空空間中，有沿水平方向的、垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，還有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，三個(gè)帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))甲、乙、丙帶有等量同種電荷．已知甲靜止，乙水平向左勻速運(yùn)動(dòng)，丙水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）

A. 三個(gè)液滴都帶負(fù)電

B. 若僅撤去磁場(chǎng)，甲可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C. 丙質(zhì)量最大，甲質(zhì)量次之，乙質(zhì)量最小

D. 若僅撤去電場(chǎng)，乙和丙可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根光滑平行的金屬導(dǎo)軌，放在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身電阻不計(jì)，斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，方向垂直斜面向上，一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒，在沿斜面并與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升了h高度，則在上滑h的過程中（ ）

A. 金屬棒所受合外力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的熱量之和

B. 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量

C. 金屬棒受到的合外力所做的功為零

D. 恒力F與安培力的合力所做的功為mgh

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5：1，原線圈接入電壓為220V的正弦式交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說法中正確的有（　�。�

A. 電壓表的讀數(shù)約為31.1V

B. 原、副線圈中的電流之比為5：1

C. 若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則電流表讀數(shù)增大

D. 若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的 熱量為5.8×103J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示，其中間一根電場(chǎng)線是直線，一帶正電的粒子從直線上的O點(diǎn)由靜止開始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿直線向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計(jì)。在O到A運(yùn)動(dòng)過程中，下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度v和加速度a隨時(shí)間t的變化、粒子運(yùn)動(dòng)徑跡上的電勢(shì)φ和動(dòng)能Ek隨位移x的變化圖線可能正確的是（ ）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長度如圖甲所示，由圖可知其長度為L＝_____mm。

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑D＝_____mm。

（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤示數(shù)如圖丙所示，則該電阻的阻值約為_____Ω。

（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：

待測(cè)圓柱體電阻R；

電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）；電流表A2（量程0～30mA，內(nèi)阻約30Ω）；電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）；

電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）；

滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）；

開關(guān)S；導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，試指出不妥之處_____（填序號(hào)）。

A．電流表應(yīng)選A2

B．電流表應(yīng)采用內(nèi)接法

C．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1，采用分壓式接法

D．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2，采用限流式接法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】沼澤的下面蘊(yùn)藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘?bào)w，它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時(shí)容易下陷，若人下陷的過程是先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是　　

A. 加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)他的支持力

B. 加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)他的支持力

C. 人對(duì)沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力

D. 人對(duì)沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對(duì)他的支持力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，容器A中裝有大量的質(zhì)量不同、電荷量均為+q的粒子，粒子從容器下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng)（初速度可視為零）做直線運(yùn)動(dòng)，通過小孔S2后從兩平行板中央垂直電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。粒子通過平行板后垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，最后打在感光片上。已知加速電場(chǎng)中S1、S2間的加速電壓為U，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長為，兩板間距為L，板間電場(chǎng)看成勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度，方向水平向左（忽略板間外的電場(chǎng)），平行板f的下端與磁場(chǎng)水平邊界ab相交于點(diǎn)P，在邊界ab上實(shí)線處固定放置感光片。測(cè)得從容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之間，且PQ的長度為3L邊界ab下方的磁場(chǎng)范圍足夠大，不考慮粒子所受重力與粒子間的相互作用。求：

（1）粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏轉(zhuǎn)的距離x和偏轉(zhuǎn)的角度θ；

（2）射到感光片P處的粒子的質(zhì)量m1；

（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間tm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從O點(diǎn)正上方距離為h的A點(diǎn)由靜止下落，并穿過圓環(huán)．小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A′點(diǎn)的過程中，其加速度a、重力勢(shì)能Ep重、機(jī)械能E、電勢(shì)能Ep電，隨位置變化的圖像如圖所示(規(guī)定O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢(shì)能為0，豎直向下為加速度的正方向，并取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0)，其中可能正確的是

A. B. C. D.

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