分析 (1)以小球为研究对象,由A点至C点的运动过程中,根据动能定理求解小球到达C点时的速度大小;
(2)小球从C点运动到C点的过程中,只有重力做功,机械能守恒,可求出小球到达D点的速度.在最高点以小球为研究对象,根据牛顿第二定律求解轨道对小球的压力.
解答 解:(1)物块由A点至C点的运动过程中,根据动能定理可知:
(mg+qE)h-μ(mg+qE)cos37°•$\frac{h}{sin37°}$-μ(mg+qE)L=$\frac{1}{2}$mvc2
解得:vc=6m/s
(2)物块由C点至D点的运动过程中,根据机械能守恒定律得:$\frac{1}{2}$mvc2=$\frac{1}{2}$mvD2+mg2R
物块运动到最高点时,根据牛顿第二定律可得:FN+mg=m$\frac{{{v}_{D}}^{2}}{R}$
联立解得vD=4m/s FN=22N
(3)物块进入电场后,沿水平方向做初速度vD=4m/s 的匀变速运动,沿竖直方向做自由落体运动,
设其沿水平方向上的加速度为a,物块由D运动到B所用时间为t,则有:
2R=$\frac{1}{2}$gt2
L=vDt+$\frac{1}{2}$at2
解得:a=12.1m/s2>0说明电场方向水平向左
又a=$\frac{qE}{m}$,得:E=121V/m
答:(1)物块到达C点时的速度大小6m/s.
(2)物块到达D点时所受轨道的压力大小22N.
(3)物块从D点进入电场的瞬间,将匀强电场的方向变为水平方向,并改变电场强度的大小,使物块恰好能够落到B点,电场强度的大小E=121V/m,
方向水平向左.
点评 本题是动能定理和圆周运动、平抛运动的综合,关键要把握每个过程所遵守的物理规律,当涉及力在空间的效果时要优先考虑动能定理,要注意电场力做功与沿电场力方向移动的距离成正比.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 甲图中重力做的功最多 | B. | 乙图中重力做的功最多 | ||
C. | 丁图中重力做的功最多 | D. | 重力做的功一样多 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 10N | B. | -10N | C. | 90N | D. | -90N |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 粒子从K到L的过程中,电场力做负功 | |
B. | 粒子从L到M的过程中,电场力做负功 | |
C. | 粒子从K到L的过程中,电势能增加 | |
D. | 粒子从M到N的过程中,动能增加 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 在磁场中运动的半径之比为$\sqrt{3}$:1 | B. | 在磁场中转过的角度之比为1:2 | ||
C. | 在电场中的加速度之比为1:1 | D. | 离开电场区域时的动能之比为1:3 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 质点一定是体积和质量极小的物体 | |
B. | 因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别 | |
C. | 研究运动员在3 000米长跑比赛中运动的快慢时,该运动员可看成质点 | |
D. | 欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时,可以把芭蕾舞表演者看成质点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 合力的大小一定大于每一分力的大小 | |
B. | 合力可以垂直其中一个分力 | |
C. | 合力的方向可以与其中一个分力的方向相反 | |
D. | 大小不变的两分力的夹角在0°到180°之间时,夹角越大,则合力越小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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