如图,在竖直平面内有水平方向的匀强电场,一半径为的光滑圆弧轨道和水平轨道在点相切,为圆弧轨道的直径,为圆心,和之间的夹角()。一质量为m、电荷量为的带正电小球从点以一定初速度向右运动,经点沿圆弧轨道通过点时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。重力加速度大小为,在整个过程中小球的电荷量不变。求:
(1)匀强电场的大小和方向;
(2)小球到达点时对圆弧轨道压力大小;
(3)若小球在点仍以向右运动,到达点时,仅改变圆弧半径为,且仍与点相切,使小球恰能沿原轨道返回,求值。
高二物理解答题中等难度题
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。
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如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2 m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
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如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上,质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2.求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点的速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
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如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上,质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,。求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点的速度的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值。
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如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道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,sinα=,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,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.重力加速度大小为g.求:
(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;
(2)小球到达A点时动量的大小;
(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间.
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如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘平台PQ 固定在同竖直平面内,圆弧轨道的圆心为0,半径为R,绝缘平台PC之间的距离为L,PQ之间的距离为S,在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A 由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后静止。物体与平台之间的动摩擦因数为μ,不计物体经过轨道与平台连接处P时的机械能损失,重力加速度为g。
(1)匀强电场的电场强度E=?
(2)求物体下滑到P点时,物体对轨道的压力F;
(3)若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的水平方向的匀强磁场(图中未画出),物体仍从圆弧顶点A静止释放,沿平台向右运动的最远点为Q,试求物体在平台PQ上运动的时间t.
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如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R。静止的传送带PC之间的距离为L,在OP的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场,场强大小为。一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回。不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g。求:
(1)物体运动到P点的速度大小;
(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;
(3)若传送带沿逆时针方向传动,传送带速度,则物体第一次返回到圆弧轨道P点时物体对圆弧轨道的压力大小;
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如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R。静止的传送带PC之间的距离为L,在OP的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场,场强大小为。一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回。不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g。求:
(1)物体运动到P点的速度大小;
(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;
(3)若传送带沿逆时针方向传动,传送带速度,则物体第一次返回到圆弧轨道P点时物体对圆弧轨道的压力大小;
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如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段水平的直轨道和与之相切的圆弧轨道ABC连接而成,OC连线与竖直方向夹角为θ=30°.空间中存在一与与水平面成θ=30°且斜向下的电场,电场强度为E,圆形轨道的半径为R=m.一质量为m=1kg的小物块带正电,所带电荷量q,且满足Eq=mg.物块在A点获得一初速度,可使得物块恰能在ABC段不离开圆轨道.求:
(1)物块在C点的速度;
(2)物块在A点对轨道的压力;
(3)滑块从C点飞出后到达水平轨道所经历的时间t.
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如图所示,半径为R的1/4光滑圆弧轨道与光滑水平面相切于B点,O为光滑圆弧的圆心,其中OB竖直,OC水平,且AB=R,整个空间存在水平向右的匀强电场,质量为m的带正电小球从A点静止释放,其所受电场力为重力的3/4倍,重力加速度为g,求:
(1)小球到达C点时对轨道的压力大小;
(2)小球从A点运动到C点过程中最大速度的大小.
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