如圖所示，豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán)上，穿過(guò)一個(gè)絕緣小球，小球質(zhì)量為m，帶電量為q，整個(gè)裝置置于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.今將小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點(diǎn)由靜止釋放，它剛能順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)D，而速度為零，則電場(chǎng)強(qiáng)度大小為多大?小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)環(huán)的壓力為多大? 若欲使此小球從與環(huán)心O在同一水平線上的A點(diǎn)開(kāi)始繞環(huán)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球的初動(dòng)能至少為多大？
    5mg     

試題分析：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，小球由A點(diǎn)靜止釋放到D速度為零，由動(dòng)能定理有：；則
設(shè)小球到B點(diǎn)時(shí)的速度為，環(huán)對(duì)球的支持力為，由A到B有：
在B點(diǎn)由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：，由以上兩式可得
因重力與電場(chǎng)力相等，所以重力與電場(chǎng)力的合力（等效最低點(diǎn)）與豎直方向夾角為：，即，則欲使此小球恰能繞環(huán)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球在AD間與圓心連線與水平方向夾角為的位置最小速度為零，設(shè)小球最小處動(dòng)能為，有動(dòng)能定理有：，解得
點(diǎn)評(píng)：稍難。這類問(wèn)題因?yàn)槭苤亓碗妶?chǎng)力兩個(gè)恒力，所以把重力和電場(chǎng)力用一個(gè)合力代替會(huì)使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化。在具體計(jì)算做功值時(shí)，分別求每個(gè)分力的功往往又比求合力的功簡(jiǎn)單，應(yīng)靈活應(yīng)用。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，箱子a連同固定在箱子底部的豎直桿b的總質(zhì)量M=10kg。箱子內(nèi)部高度H=3.6m，桿長(zhǎng)h=2.0m，桿的頂端為Q點(diǎn)。另有一內(nèi)孔略大于直桿截面的鐵環(huán)從箱子頂部P點(diǎn)以v0=4m/s的初速度落下，正好套在桿上沿桿運(yùn)動(dòng)，鐵環(huán)第一次被箱子底部彈起后恰好能重新返回到P點(diǎn)，小鐵環(huán)的質(zhì)量為m=2kg。（不計(jì)鐵環(huán)與箱底碰撞時(shí)的能量損失，g取10m/s2）

（1）求在沿桿運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，鐵環(huán)受到的摩擦力f大小是多少？
（2）設(shè)鐵環(huán)在t0=0時(shí)刻釋放，t1時(shí)刻第一次到達(dá)Q點(diǎn)，t2時(shí)刻第一次到達(dá)桿底部，t3時(shí)刻第二次到達(dá)Q點(diǎn)，t4時(shí)刻恰好回到P點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D（b）給定的坐標(biāo)中，畫(huà)出0~t4時(shí)間內(nèi)箱子對(duì)地面壓力的變化圖像；
（3）求從開(kāi)始下落到最終停止在箱底，鐵環(huán)運(yùn)動(dòng)的總路程s是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與光滑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(chǎng)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水平向右運(yùn)動(dòng)，沿半圓形軌道恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，場(chǎng)強(qiáng)大小E＜mg/q．

（1）試計(jì)算物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功．
（2）證明物塊離開(kāi)軌道落回水平面的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)大小E無(wú)關(guān)，且為一常量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

某人將一重物由靜止舉高h，并獲得速度v，下列說(shuō)法正確的是       （   ）   
A．合外力物體做的功等于物體機(jī)械能的增加
B．物體克服重力做功等于物體動(dòng)能的增加
C．人對(duì)物體做的功等于體克服重力做的功與物體獲得動(dòng)能之和
D．人對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為10kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示．物體在x＝0處，速度為1m/s，一切摩擦不計(jì)，則物體運(yùn)動(dòng)到x＝16m處時(shí)，速度大小為（　　）
A．m/s　　B．3m/s
C．4m/sD．m/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示AB為半徑R=1m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E=1×V/m豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一質(zhì)量m=lkg帶電量q=1.4×C正電荷的物體（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(kāi)始自由下落（不計(jì)空氣阻力），BC段為長(zhǎng)L=2m，與物體動(dòng)摩擦因素=0.2的粗糙絕緣水平面，CD段為傾角=且離地面DE高h(yuǎn)=0.8m的斜面。求：
(1)若H=1m，物體能沿軌道AB到達(dá)最低點(diǎn)曰，求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大��？
(2)通過(guò)你的計(jì)算判斷：是否存在某一H值，能使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)0.8m處？
(3)若高度H滿足：，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算標(biāo)示出物體從C處射出后打到的范圍。（已知。不需要計(jì)算過(guò)程，但要具體的位置。不討論物體的反彈以后的情況。）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在光滑的水平地面上靜止著一個(gè)斜面體，其質(zhì)量為m2，斜面是一個(gè)光滑的曲面，斜面體高為h，底邊長(zhǎng)為a，如圖所示。今有一個(gè)質(zhì)量為m1，（m2＝nm1）的小球從斜面體的頂端自靜止開(kāi)始下滑，小球滑離斜面體的下端時(shí)速度在水平方向，則下列說(shuō)法正確的是
A．小球在下滑中，兩者的動(dòng)量總是大小相等方向相反
B．兩者分開(kāi)時(shí)斜面體向左移動(dòng)的距離是
C．分開(kāi)時(shí)小球和斜面體的速度大小分別是和
D．小球在下滑中斜面體彈力對(duì)它做的功為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

兩個(gè)質(zhì)量不等的小鉛球A和B，分別從兩個(gè)高度相同的光滑斜面和圓弧斜坡的頂端由靜止滑向底部，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．下滑過(guò)程中重力所做的功相等B．它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等
C．它們到達(dá)底部時(shí)速率相等D．它們到達(dá)底部時(shí)速度相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(8分)山地滑雪是人們喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，一滑雪坡由AB和BC組成，AB是傾角為37°的斜坡，BC是半徑為R＝5 m的圓弧面，圓弧面和斜面相切于B，與水平面相切于C，如圖所示，AB豎直高度差h＝8.8 m，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg，從A點(diǎn)由靜止滑下通過(guò)C點(diǎn)后飛落(不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦阻力，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：

(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)的速度大�。�
(2)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道受到的壓力大�。�

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案