如图所示,质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M、N两竖直墙壁间,圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场。P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点,在p点有一质量为m,电量为q的带正电的小球,现给小球一初速度V0,使小球在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g,若mg> qE,要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面,速度V0应满足的关系是:
高二物理计算题中等难度题
如图所示,质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M、N两竖直墙壁间,圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场。P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点,在p点有一质量为m,电量为q的带正电的小球,现给小球一初速度V0,使小球在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g,若mg> qE,要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面,速度V0应满足的关系是:
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如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg小球A,半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道,竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B,用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来,杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看做质点,且不计滑轮大小的影响,(g=10m/s2),现给小球A一个水平向右的恒力F=55N。求:
(1)小球B运动到P点正下方C点时,A、B两球的速度大小?
(2)小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等?
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如图所示,半径为内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上,质量的滑块停放在距轨道最低点A为 的O点处,质量为的子弹以速度从右方水平射入滑块,并留在其中已知滑块与水平面的动摩擦因数,子弹与滑块的作用时间很短;取,试求:
子弹刚留在滑块时二者的共同速度大小v;
滑块从O点滑到A点的时间t;
滑块从A点滑上轨道后通过最高点B落到水平面上C点,A与C间的水平距离是多少.
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如图所示,半径为内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上,质量的滑块停放在距轨道最低点A为 L=9m的O点处,质量为的子弹以速度v0=00m/s从右方水平射入滑块,并留在其中。已知滑块与水平面的动摩擦因数μ=0.6,子弹与滑块的作用时间很短;取,试求:
子弹刚留在滑块时二者的共同速度大小v;
滑块通过最高点B时的速度大小vB;
滑块通过最高点B后落到水平面上C点,A与C间的距离是多少。
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如图所示,光滑绝缘的半圆形轨道固定于竖直平面内,半圆形轨道与光滑绝缘的水平地面相切于端点A,一质量为m=1kg的小球在水平地面上匀速运动,速度为v=6m/s,经A点运动到轨道最高点B,最后又落在水平地面上的D点(图中未画出),已知整个空间存在竖直向下的匀强电场,小球带正电荷,小球所受电场力,。
1.当轨道半径为R0=0.1m时,求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力。
2.为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值。
3.轨道半径多大时,小球在水平地面上的落点D到A点距离最大,最大距离为多少?
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如图所示,以A、B和C、D为端点的半径为R=0.6m的两半圆形光滑绝缘轨道固定于竖直平面内,B端、C端与光滑绝缘水平地面平滑连接。A端、D端之间放一绝缘水平传送带。传送带下方B、C之间的区域存在水平向右的匀强电场,场强E=5×105V/m。当传送带以6m/s的速度沿图示方向匀速运动时,现将质量为m=4×10-3kg,带电量q=+1×10-8C的物块从传送带的右端由静止放上传送带。小物块运动第一次到A时刚好能沿半圆轨道滑下。不计小物块大小及传送带与半圆轨道间的距离,g取10m/s2,已知A、D端之间的距离为1.2m。求:
(1)物块与传送带间的动摩擦因数;
(2)物块第1次经CD半圆形轨道到达D点时速度;
(3)物块第几次经CD半圆形轨道到达D点时的速度达到最大,最大速度为多大。
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如图为固定在竖直平面内的轨道,直轨道AB与光滑圆弧轨道 BC相切,圆弧轨道的圆心角为37°,半径为r=0.25m,C端水平, AB段的动摩擦因数为0.5.竖直墙壁CD高H=0.2m,紧靠墙壁在地面上固定一个和CD等高,底边长L=0.3m的斜面.一个质量m=0.1kg的小物块(视为质点)在倾斜轨道上从距离B点l=0.5m处由静止释放,从C点水平抛出.重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小物块运动到C点时对轨道的压力的大小;
(2)小物块从C点抛出到击中斜面的时间;
(3)改变小物体从轨道上释放的初位置,求小物体击中斜面时动能的最小值.
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如图所示,两个半径均为R的光滑圆弧形轨道竖直放置,圆心在同一高度,一候角为37°的固定光滑斜面与两圆弧轨道相切于C、D(斜面与左侧圆弧轨道的缝院可以忽略不计),一质量为m的物块(可看成质点)放在光滑水平面的A点,左侧圆弧轨道与水平轨道相切。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)要使物块能到达E点,则物块在A点的初速度至少多大?
(2)若物块在A点的初速度为,求物块从E点抛出后到落到斜面上所用的时间。
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如图所示,将一轻质弹簧放置在光滑的水平地面上,一端固定在竖直墙壁上的A点,另一端与质量m=2kg的物块P(可视为质点)接触但不固定;半径R=0.5m的光滑半圆轨道BCD和地面在B点相切,直径BD竖直.现用外力缓慢推动物块P,将弹簧压缩至O点由静止释放,物块P恰好能通过半圆轨道最高点D.重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计.则
⑴弹簧被压缩至O点时所具有的弹性势能Ep;
⑵物块P运动到圆轨道最低点B时,物块P对轨道的压力FB;
⑶若半圆轨道半径R可以改变,物块仍从O点静止释放,且要求物块运动到半圆最高点时对轨道的压力FN不超过400N,请推导FN与R关系式,并作出FN-的关系图象.
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如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点,半径为r,内壁光滑,A、B两点分别是圆形轨道的最低点和最高点.该区域存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g.求:
(1)小球受到的电场力的大小;
(2)小球在A点的速度v0多大时,小球经过B点时对轨道的压力最小
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