如圖所示，ABC為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段為光滑圓弧，對應(yīng)的圓心角q＝37°，OA豎直，半徑r＝2.5m，BC為足夠長的平直傾斜軌道，傾角q＝37°。已知斜軌BC與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.25。各段軌道均平滑連接，軌道所在區(qū)域有E=4´103N/C、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量m＝5´10－2kg、電荷量q＝＋1´10－4C的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）被一個(gè)壓緊的彈簧發(fā)射后，沿AB圓弧軌道向左上滑，在B點(diǎn)以速度v0＝3m/s沖上斜軌。設(shè)小物體的電荷量保持不變。重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（設(shè)彈簧每次均為彈性形變。）則：

（1）求彈簧初始的彈性勢能；
（2）在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P，求小物塊從A到P的電勢能變化量；
（3）描述小物體最終的運(yùn)動(dòng)情況。

（1）初始的彈性勢能0.675J；（2）ΔE電=0.275J；（3）小物體沿AB段光滑圓弧下滑，壓縮彈簧后被反彈，再次沿AB段光滑圓弧上滑至B點(diǎn)，速度減為零，再次下滑，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

解析試題分析: （1）設(shè)彈簧對小物體做功為W，由動(dòng)能定理，得：
W－mgr（1－cosq）－Eqr（1－cosq）＝mv02－0， 代入數(shù)據(jù)，得W＝0.675J，即初始的彈性勢能；        
（2）設(shè)BP長為L，由動(dòng)能定理，得：
－（mg+Eq）L sinq－m（mg＋qE）Lcosq＝0－mv02，
所以ΔE電=Eqr（1－cosq）+EqL sinq 
解得： ΔE電=0.275J；
（3）小物體沿AB段光滑圓弧下滑，壓縮彈簧后被反彈，再次沿AB段光滑圓弧上滑至B點(diǎn)，速度減為零，再次下滑，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
考點(diǎn)： 動(dòng)能定理的應(yīng)用；帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(14分)如圖所示，質(zhì)量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺上，滑行距離L后，以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程 （單位：m），小物塊質(zhì)量m =" 0.4" kg，坡面高度h =" 0.4" m，小物塊從坡面上滑下時(shí)克服摩擦力做功1 J，小物塊與平臺表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.1，g =" 10" m/s2．求

（1）小物塊在水平臺上滑行的距離L ；
（2）P點(diǎn)的坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(12分)如圖長為L=1.5m的水平軌道AB和光滑圓弧軌道BC平滑相接，圓弧軌道半徑R=3m，圓心在B點(diǎn)正上方O處，弧BC所對的圓心角為=53O，具有動(dòng)力裝置的玩具小車質(zhì)量為m=1kg，從A點(diǎn)開始以恒定功率P=10w由靜止開始啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)撤去動(dòng)力，小車?yán)^續(xù)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并沖出軌道。已知小車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)軌道對小車的支持力為FB=26N，小車在軌道AB上運(yùn)動(dòng)過程所受阻力大小恒為f=0.1mg小車可以被看成質(zhì)點(diǎn)。取g=10m／s2，，sin53o=0.8，cos53o=0.6，求：

(1)動(dòng)力小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度VB的大小；
(2)小車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(3)小車從BC弧形軌道沖出后能達(dá)到的最大離地高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12）如圖所示，同一豎直線上的A、B兩點(diǎn)，固定有等量的異種點(diǎn)電荷，電荷量為q，正、負(fù)如圖所示，△ABC為一等邊三角形(邊長為L)，CD為AB邊的中垂線，且與右側(cè)豎直光滑圓弧軌道的最低點(diǎn)C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由圓弧的最高點(diǎn)M靜止釋放，到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0.已知靜電力常量為k，現(xiàn)取D為電勢零點(diǎn)，求：

(1)小球在C點(diǎn)受到的電場力的大小和方向；
(2)在等量異種點(diǎn)電荷的電場中，M點(diǎn)的電勢φM.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)有半徑為R="0.2" m的光滑1/4圓弧AB，圓弧B處的切線水平，O點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方，B點(diǎn)高度為h="0.8" m。在B端接一長為L="1.0" m的木板MN。一質(zhì)量為m="1.0" kg的滑塊，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，滑塊以某一速度從N點(diǎn)滑到板上，恰好運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。 (g取10 m/s2)求：

(1)滑塊從N點(diǎn)滑到板上時(shí)初速度的速度大��；
(2)從A點(diǎn)滑回到圓弧的B點(diǎn)時(shí)對圓弧的壓力；
(3)若將木板右端截去長為ΔL的一段，滑塊從A端靜止釋放后，將滑離木板落在水平面上P點(diǎn)處，要使落地點(diǎn)P距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，ΔL應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，光滑固定軌道的兩端都是半徑為R的四分之一圓弧，在軌道水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球B、C，B、C用一長度鎖定不變的輕小彈簧栓接，彈性勢能．一質(zhì)量也為m的小球A從左側(cè)的最高點(diǎn)自由滑下，A滑到水平面與B碰后立即粘在一起結(jié)合成D就不再分離（碰撞時(shí)間極短）．當(dāng)D、C一起剛要滑到右側(cè)最低點(diǎn)時(shí)，彈簧鎖定解除且立即將C彈出并與彈簧分離．求

（1）彈簧鎖定解除前瞬間，D、C速度大小
（2）彈簧鎖定解除后，C第一次滑上軌道右側(cè)圓弧部分的軌跡所對的圓心角
（3）彈簧鎖定解除后，若C、D（含彈簧）每次碰撞均在水平面；求第N次碰撞結(jié)束時(shí)，C、D的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在絕緣水平面上相距為L的A、B兩點(diǎn)分別固定著等量正點(diǎn)電荷.O為AB連線的中點(diǎn)，C、D是AB連線上兩點(diǎn)，其中AC=CO=OD=DB=1/4L.一質(zhì)量為m電量為+q的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初動(dòng)能E從C點(diǎn)出發(fā)，沿直線AB向D運(yùn)動(dòng)，滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為kE（k＞1），到達(dá)D點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求：

（1）小滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
（2）OD兩點(diǎn)間的電勢差UOD.
（3）小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程s.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某滑板愛好者在離地h＝1.8m高的平臺上滑行，水平離開A點(diǎn)后落在水平地面的B點(diǎn)，其水平位移x1＝3m，著地時(shí)由于存在能量損失，著地后速度變?yōu)関＝4m／s，并以此為初速沿水平地面滑行x2＝8m后停止于C點(diǎn)．已知人與滑板的總質(zhì)量m＝60kg，g=10m/s2。(空氣阻力忽略不計(jì)) 。求

(1) 人與滑板離開平臺時(shí)的水平初速度；
(2) 人與滑板在水平地面滑行時(shí)受到的平均阻力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，長L＝1.2 m、質(zhì)量M＝3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上，質(zhì)量m＝1 kg、帶電荷量q＝＋2.5×10－4 C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，所在空間加有一個(gè)方向垂直斜面向下、場強(qiáng)E＝4.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N。取g＝10 m/s2，斜面足夠長。求：

(1)物塊經(jīng)多長時(shí)間離開木板；
(2)物塊離開木板時(shí)木板獲得的動(dòng)能；
(3)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

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同步練習(xí)冊答案