【題目】如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40 m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×l04 N/C。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.l0 kg,電荷量q=8.0×l0–5 C的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s=1.0 m的位置,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。試求此過程中取g=l0 m/s2):

(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大小;

(2)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大。

(3)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動過程中,電場力和摩擦力對帶電體所做的功各是多少。

【答案】(1)a=8 m/s2 vB=4.0 m/s (2)N=5.0 N (3)W=0.32 J W=–0.72 J

【解析】(1)設(shè)帶電體在水平桌面上運(yùn)動的加速度大小為a

根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma,解得a==8 m/s2

設(shè)帶電體運(yùn)動到B端的速度大小為vB,則vB2=2as,解得vB==4.0 m/s

(2)設(shè)帶電體運(yùn)動到圓軌道B端時受到軌道的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律有

N–mg=,解得N=mg+=5.0 N

根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體對圓軌道B端的壓力大小N′=N=5.0 N

(3)因電場力做功與路徑無關(guān),所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動過程中

電場力所做的功W=qER=0.32 J

設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動過程中摩擦力所做的功為W,對此過程根據(jù)動能定理有

W+W–mgR=0–,解得W=–0.72 J

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】如圖所示,平行板電容器與電源連接,下極板接地。一個帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離

A.帶點油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動

B.P點的電勢將降低

C.帶點油滴的電勢將減少

D.若電容器的電容減小,則極板的帶電荷量將增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向上,用輕質(zhì)活塞封閉有體積為V0的理想氣體,外界大氣壓強(qiáng)為p0,環(huán)境溫度為T0,輕質(zhì)活塞橫截面積為S,與氣缸之間的摩擦不計,F(xiàn)在活塞上面放一質(zhì)量為m的物塊,活塞緩慢下移,并最終靜止在某一位置。重力加速度為g,求:

(i)活塞靜止時,離氣缸底端的距離是多少?

(ii)如果拿掉物塊,要保持活塞位置不變,環(huán)境溫度需要改變到多少?氣缸吸熱還是放熱?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有關(guān)實際中的現(xiàn)象,下列說法正確的是( )

A. 火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度

B. 體操運(yùn)動員在著地時曲腿是為了減小地面對運(yùn)動員的作用力

C. 用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響

D. 為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度,發(fā)動機(jī)艙越堅固越好

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖甲所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為, 為定值電阻, 為滑動變阻器,閉合開關(guān),在滑動變阻器的滑動觸頭向上滑動的過程中,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化。圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)的變化情況。則下列說法正確的是( )

A. 圖線表示的是電壓表的示數(shù)的變化情況

B. 圖線表示的是電壓表的示數(shù)的變化情況

C. 此過程中電壓表示數(shù)的變化量,和電流表A示數(shù)的變化量的比值的絕對值變大

D. 此過程中電壓表示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)的變化量的比值的絕對值不變.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,微粒A位于一定高度處,其質(zhì)量m= kg,帶電荷量q=+ C,質(zhì)量未知的塑料長方體空心盒子B位于水平地面上,與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。B上表面的下方存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小 N/C,B上表面的上方存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為0.5E,B上表面開有一系列略大于A的小孔,孔間距滿足一定的關(guān)系,使得A進(jìn)出B的過程中始終不與B接觸,當(dāng)A以的速度從孔1豎直向下進(jìn)入B的瞬間,B恰以的速度向右滑行,設(shè)B足夠長,足夠高且上表面的厚度不計,取,A恰能順次從各個小孔進(jìn)出B,試求:

(1)從A第一次進(jìn)入B至B停止運(yùn)動的過程中,B通過的總路程s;

(2)B上至少要開多少個小孔,才能保證A始終不與B接觸;

(3)從右到左,B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,已知某勻強(qiáng)電場方向與邊長為5cm的正六邊形ABCDEF所在平面平行,若規(guī)定D點電勢為零,則A、B、C的電勢分別為8V、6V、2V,初動能為6eV、電荷量大小為e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場,恰好經(jīng)過BC的中點G。不計粒子的重力,下列說法正確的是

A. 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為80V/m

B. 該粒子達(dá)到G點時的動能為4eV

C. 若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射,該粒子不可能垂直經(jīng)過CE

D. 只改變粒子在A點初速度的方向,該粒子不可能經(jīng)過C

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑長度為4L、橫截面積為S的汽缸A、B,A水平、B豎直固定,之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連,整個裝置置于溫度27℃、大氣壓為p0的環(huán)境中,活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計。原長3L、勁度系數(shù)的輕彈簧,一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點。開始活塞D距汽缸B的底部為3L.后在D上放一質(zhì)量為的物體。求:

①穩(wěn)定后活塞D下降的距離;

②改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置,則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?/span>?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是______ ,電動機(jī)的原理是______ ,發(fā)電機(jī)的原理是______

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案