如图所示,在竖直平面内,一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和光滑绝缘水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为α=37°,在水平轨道PA上方区域存在水平向右的匀强电场。一质量为m,带电荷量为+q的小球由P点静止释放,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计空气阻力,重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)场强E的大小;
(2)小球到达A点时电场力的功率P;
(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间t。
高二物理解答题困难题
如图所示,在竖直平面内,一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和光滑绝缘水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为α=37°,在水平轨道PA上方区域存在水平向右的匀强电场。一质量为m,带电荷量为+q的小球由P点静止释放,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计空气阻力,重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)场强E的大小;
(2)小球到达A点时电场力的功率P;
(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间t。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑半圆弧绝缘轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m且始终带+q电量的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平绝缘滑道CM上,在水平滑道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于滑道的末端C点,此时弹簧处于自然状态。物块运动过程中弹簧最大弹性势能为EP,物块被弹簧反弹后恰能通过B点。己知物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,直径BC右侧所处的空间(包括BC边界)有竖直向上的匀强电场,且电场力为重力的一半。求:
(1) 弹簧的最大压缩量d;
(2) 物块从A处开始下滑时的初速度v0.
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,ABCD为竖直放在场强为的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环(B为半圆弧的中点),轨道的水平部分与半圆环相切于C点,D为水平轨道的一点,而且CD=2R,把一质量m=100g、带电荷量的负电小球,放在水平轨道的D点,由静止释放后,小球在轨道的内侧运动.,求:
(1)它到达B点时的速度是多大?
(2)它到达B点时对轨道的压力是多大?
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104 N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5 m的半圆环(B为半圆弧的中点),轨道的水平部分与半圆环相切于C点,D为水平轨道的一点,而且CD=2R,把一质量m=100 g、带电荷量q=10-4 C的负电小球,放在水平轨道的D点,由静止释放后,小球在轨道的内侧运动.g=10 m/s2,求:
(1)它到达B点时的速度是多大?
(2)它到达B点时对轨道的压力是多大?
(3)某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图14所示的静电场,它的电场线相互平行,但间距不等。请你结合静电场的基本性质,判断这种电场是否存在,并分析论证。
高二物理解答题简单题查看答案及解析
如图所示,ABCD为竖直放在电场强度为E=104 N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环(B为半圆弧的中点),轨道的水平部分与半圆环相切于C点,D为水平轨道的一点,而且CD=4R,把一质量m=100g、带电荷量q=10-4 C的负电小球,放在水平轨道的D点,由静止释放后,在轨道的内侧运动.g=10 m/s2,求:
(1)运动到B点时的动能EKB=?
(2)运动到A点时小球对轨道的压力是多大?
(3)为了使带电小球在半圆弧轨道上运动不脱轨,小球在水平轨道上释放的位置到C点的距离应满足什么条件?
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如图,光滑的地面上有一质量为m的竖直平面内的轨道ABC,它由四分之一圆弧和与圆弧下端相切的水平部分构成。A和B分是圆弧轨道的最高点和最低点。已知轨道的圆弧部分光滑,半径为R,而水平部分粗糙,与滑块动摩擦因数为μ。现将一质量也为m滑块从A点静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块静止释放后运动到B点的速度。
(2)为了使滑块不从轨道上掉下去,轨道的水平部分长度L至少是多少。
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如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为 R .A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度 ( g 为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求:
(1)小球到达B点时速度的大小;
(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(3)请通过计算判断小球能否通过圆弧轨道上的C点。
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如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为R.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动。已知匀强电场的电场强度(g为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力。求:
(1)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(2)小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?
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如图所示,ABC为竖直平面内的光滑圆弧轨道,圆弧的半径R=0.3 m,弧AB对应的圆心角θ=60°,BC为竖直直径.质量为0.6 kg的小球以某一初速度从圆弧轨道左侧P点水平飞出,恰好从圆弧的A点沿其切线方向进入圆弧,置于A点的速度传感器(图中未画出)测得小球经A点时的速度v1=4 m/s.(g取10 m/s2)
(1)求P点与A点的水平距离和竖直高度;
(2)置于C点的速度传感器(图中未画出)测得小球经C点时的速度v2=m/s,则小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力多大?
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如图,轨道 CDGH 位于竖直平面内,其中圆弧段 DG 与水平段 CD 及倾斜段 GH 分别相切于 D 点和 G 点,圆弧段和倾斜段均光滑,在 H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中.一带电物块由 C 处静止释放,经挡板碰撞后滑回 CD 段中点 P 处时速度恰好为零.已知物块的质量 ,所带的电荷量;电场强度 ; CD 段的长度 L=0.8m,圆弧 DG 的半径 r=0.2m,GH 段与水平面的夹角为 θ,且 sinθ=0.6,cosθ=0.8; 不计物块与挡板碰撞时的动能损失,物块可视为质点,重力加速度 g 取 10m/s2.
(1)求物块与轨道 CD 段的动摩擦因数 µ;
(2)求物块第一次碰撞挡板时的动能 Ek;
(3)分析说明物块在轨道 CD 段运动的总路程能否达到 2.6m.若能,求物块在轨道 CD 段运动 2.6m路程时的动能;若不能,求物块碰撞挡板时的最小动能.
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