【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一光滑NB′圓弧軌道AB，軌道半徑為R＝0.4 m，軌道最高點A與圓心O等高．有一傾角θ＝30°的斜面，斜面底端C點在圓弧軌道B點正下方、距B點H＝1.5 m．圓弧軌道和斜面均處于場強E＝100 N/C、豎直向下的勻強電場中．現(xiàn)將一個質(zhì)量為m＝0.02 kg、帶電量為＋2×10－3C的帶電小球從A點靜止釋放，小球通過B點離開圓弧軌道沿水平方向飛出，當小球運動到斜面上D點時速度方向恰與斜面垂直，并剛好與一個以一定初速度從斜面底端上滑的物塊相遇．若物塊與斜面間動摩擦因數(shù)μ＝，空氣阻力不計，g取10 m/s2，小球和物塊都可視為質(zhì)點．求：

(1)小球經(jīng)過B點時對軌道的壓力FNB；

(2)B、D兩點間電勢差UBD；

(3)物塊上滑初速度v0滿足的條件．

【答案】(1)1.2 N豎直向下　(2)120 V (3)v0≥3.10 m/s

【解析】

（1）設小球到達B點的速度為vB，由動能定理有：
mgR+qER=mvB2-0…①
在B點，由牛頓第二定律得：N′B-（mg+qE）=m…②
由牛頓第三定律得：N′B=-NB…③
聯(lián)解①②③得：NB=1.2N，方向豎直向下．…④


（2）設小球由B點到D點的運動時間為t，加速度為a，下落高度為h有：…⑤
Eq+mg=ma…⑥
h=at2…⑦
UBD=Eh…⑧
聯(lián)解①⑤⑥⑦⑧得：UBD=120V…⑨
（3）作出小球與物塊的運動示意如圖所示，設C、D間的距離為x，由幾何關系有： …⑩
設物塊上滑加速度為a′，由牛頓運動定律有：
mgsinθ+μmgcosθ=ma′…
根據(jù)題意，要物塊與小球相遇，有：≥x…
聯(lián)解⑩得：v0≥≈3.10m/s…

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測出各點間的距離為：AC = 14.0 mm，AD = 25.0 mm．那么由此可以算出紙帶在AC間的平均速度為_______m/s，紙帶在AD間的平均速度為_______m/s；B點的瞬時速度更接近于_________m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b兩個帶電量相同的粒子，從同一點平行于極板方向射人電場，a粒子打在B板的 點，b粒子打在B板的點，若不計重力，則

A. a的初速度一定小于b的初速度

B. a增加的動能一定等于b增加的動能

C. b的運動時間一定大于a的運動時間

D. b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量及相關計算，即可驗證機械能守恒定律．

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源開關，然后釋放懸掛紙帶的夾子打出一條紙帶；

E．測量紙帶上某些點間的距離;

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是____________________．

(2)在一次實驗中，質(zhì)量為m的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖乙所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s)，長度單位cm，那么從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能的減少量ΔEp＝________ J，此過程中重錘動能的增加量ΔEk＝________ J(g取9.8 m/s2，結(jié)果數(shù)據(jù)均保留至小數(shù)點后兩位)；通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk(填“＞”“＝”或“＜”)，這是因為_________________________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學以一定的初速度v0=10m/s豎直向上拋出質(zhì)量為m=1kg的物體，物體上升到最高點后又返回拋出點。若運動中空氣阻力的大小恒為f=2.5N，g取10m/s2，則（ ）

A. 全程重力做的功為零

B. 全程物體克服空氣阻力做的功為－20J

C. 上升過程中物體重力勢能增加了40J

D. 上升過程空氣阻力的平均功率小于下降過程空氣阻力的平均功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個絕熱的氣缸豎直放置，內(nèi)有一個絕熱且光滑的活塞，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，隔板將氣缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B�；钊馁|(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h�，F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當A氣體吸收熱量Q時，活塞上升了h，此時氣體的溫度為T1。已知大氣壓強為P0，重力加速度為g。

①加熱過程中，若A氣體內(nèi)能增加了，求B氣體內(nèi)能增加量

②現(xiàn)停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當活塞恰好回到原來的位置時A氣體的溫度為T2。求此時添加砂粒的總質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在做“練習使用打點計時器”實驗時打出的紙帶如圖所示，每兩個計數(shù)點之間還有四個計時點沒有畫出，圖中已標出相鄰兩計數(shù)點間的距離，打點計時器的電源頻率為50 Hz（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（1）圖中紙帶右端和運動物體相連，由此推測物體的運動是____________（選填“加速”還是“減速”）

（2）在打出 3、6 這兩點的時間間隔中，紙帶運動的平均速度是____________m/s

（3）如果要求不是很精確，用平均速度可以粗略地代表某點瞬時速度，那么在打“4”這個計數(shù)點時，物體的瞬時速度更接近等于_________m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平直導軌上有三個質(zhì)量均為m的物塊A、B、C，物塊B、C靜止，物塊B的左側(cè)固定一輕彈簧（彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計）；讓物塊A以速度v0朝B運動，壓縮彈簧；當A、B速度相等時，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動．假設B和C碰撞過程時間極短．那么從A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中，求．

（1）A、B第一次速度相同時的速度大小；

（2）A、B第二次速度相同時的速度大小；

（3）彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(16分)某同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定的A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如下圖所示，每兩個相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.10s．

①試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下式（數(shù)值保留到小數(shù)點后第三位）

m/s， m/s， m/s， m/s，

m/s．

②將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在右圖所示的坐標紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線．(描點2分，作圖4分計6分)

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