如图所示,光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内,圆心为O,轨道半径为R,B为轨道最低点。该装置右侧的1/4圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动。到达B点时,小球的动能为E0,进入电场后继续沿轨道运动,到达C点时小球的电势能减少量为2E0,试求:
(1)小球所受重力和电场力的大小
(2)小球脱离轨道后到达最高点时的动能
高三物理解答题中等难度题
如图所示,光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内,圆心为O,轨道半径为R,B为轨道最低点。该装置右侧的1/4圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动。到达B点时,小球的动能为E0,进入电场后继续沿轨道运动,到达C点时小球的电势能减少量为2E0,试求:
(1)小球所受重力和电场力的大小
(2)小球脱离轨道后到达最高点时的动能
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如图所示,半径是0.2m的圆弧状光滑轨道置于竖直面内并固定在地面上,轨道的最低点为B,在轨道的A点(弧AB所对圆心角小于5°)和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球Ⅰ和Ⅱ,若将它们同时无初速释放,先到达B点的是________球,原因是________(不考虑空气阻力)。
高三物理填空题中等难度题查看答案及解析
如图所示, 竖直面内有固定轨道 ABC, AB 是半径为 2R 的四分之一光滑圆弧, BC 是半径为 R 的粗糙半圆弧( B 是轨道的最低点) , O 点是 BC 圆弧的圆心, POQ 在同一水平线上, BOC在同一竖直线上。 质量为 m 的小球自由下落 2R 后, 沿轨道 ABC运动, 经过轨道 C 点后, 恰好落到轨道上的 P 点。 则下列说法正确的是
A. 小球运动到 B 点前的瞬间对轨道的压力为 9mg
B. 小球运动到 B 点后的瞬间对轨道的压力为 5mg
C. 小球运动到 C 点对轨道的压力为mg
D. 小球运动到 C 点的过程中, 克服摩擦力做功mgR
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示, 竖直面内有固定轨道 ABC, AB 是半径为 2R 的四分之一光滑圆弧, BC 是半径为 R 的粗糙半圆弧( B 是轨道的最低点) , O 点是 BC 圆弧的圆心, POQ 在同一水平线上, BOC在同一竖直线上。 质量为 m 的小球自由下落 2R 后, 沿轨道 ABC运动, 经过轨道 C 点后, 恰好落到轨道上的 P 点。 则下列说法正确的是
A. 小球运动到 B 点前的瞬间对轨道的压力为 9mg
B. 小球运动到 B 点后的瞬间对轨道的压力为 5mg
C. 小球运动到 C 点对轨道的压力为mg
D. 小球运动到 C 点的过程中, 克服摩擦力做功mgR
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如图所示,半径R=0.5m的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直面内,电荷量q=0.2C、质量m=0.2kg的带正电小球静止于轨道内侧最低点A,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E,现给小球水平向右的瞬时冲量I,已知重力加速度g取10m/s2。
(1)通过计算说明,小球能否通过轨道最高点B与电场强度大小E是否有关,若小球能够通过最高点B,题干中所给物理量需要满足什么条件。
(2)若E=10N/C且小球恰好可沿轨道运动至B点,求运动过程中小球与轨道间弹力的最大值(结果可保留根号)。
(3)若保持水平冲量I及电场强度大小与(2)中相同,仅把电场强度的方向调整为竖直向下,求小球沿轨道上升的最大高度。
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如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc,由半径R=3 m的光滑圆弧段bc与L=1.5 m的粗糙水平段ab在b点相切而构成,O点是圆弧段的圆心,Oc与Ob的夹角θ=37°;过f点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E=10 N/C的匀强电场,Ocb的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m的矩形区域efgh,ef与Oc交于c点,ecf与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场。质量m2=3×10-3 kg、电荷量q=3×l0-3 C的带正电小物体Q静止在圆弧轨道上b点,质量m1=1.5×10-3 kg的不带电小物体P从轨道右端a以的水平速度向左运动,P、Q碰撞时间极短,碰后P以1 m/s的速度水平向右弹回。已知P与ab间的动摩擦因数μ=0.5,A、B均可视为质点,Q的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2。求:
(1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q的弹力大小FN;
(2)当β=53°时,物体Q刚好不从边穿出磁场,求区域efgh内所加磁场的磁感应强度大小B1;
(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为B2=2T时,要让物体Q从gh边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t及对应的β值。
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如图所示:绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120° ,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O',半径为R;直线段AC, HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g。则( )
A. 小球第一次沿软道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于
C. 经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是
D. 小球经过O点时,对轨道的弹力可能为
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如图所示:绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120° ,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O',半径为R;直线段AC, HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g。则( )
A. 小球第一次沿软道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于
C. 经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是
D. 小球经过O点时,对轨道的弹力可能为
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如图所示:绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120° ,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O',半径为R;直线段AC, HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g。则( )
A. 小球第一次沿软道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于
C. 经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是
D. 小球经过O点时,对轨道的弹力可能为
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如图所示:绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120° ,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O',半径为R;直线段AC, HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g。则( )
A. 小球第一次沿软道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于
C. 经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是
D. 小球经过O点时,对轨道的弹力可能为
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